[논문 리뷰] Holographic deconfined QGP phase diagram and entropy with an anomalous flow in a magnetic field background

Jiali Deng, Sheng-Qin Feng|arXiv (Cornell University)|2021. 09. 21.

High-Energy Particle Collisions Research참고 문헌 54인용 수 9

한 줄 요약

이 논문은 초순수한 양자 chromodynamics(양성자-글루온 플라즈마, QGP)에서 자기장이 존재하는 조건에서의 분리 불가능 전이를 히알로그래픽 방법을 사용하여 연구한다. 이는 u 및 d 쿼크에서 기인하는 비정상적인 캐릭터 자기장 유량을 포함한다. 유체/중력 dualities와 효과적인 스트링 장력을 포함한 AdS/QCD dualities를 적용함으로써, 임계 분리 불가능 온도는 자기장 강도가 증가할수록 감소함을 발견하였다. 이는 라티스 QCD와 일치하는 역자기 촉매 작용을 나타낸다. 본 연구는 또한 모든 상에서 자기장 강도에 따라 엔트로피가 단조롭게 감소하는 것을 계산하였다.

ABSTRACT

We assume that the initial hydrodynamic environment is a Quark Gluon Plasma (QGP) phase where merely u and d quarks are considered when adding a magnetic field. When considering the chiral magnetic effect in relativistic heavy ion collisions, an anomalous current will be formed in the QGP environment. The chiral magnetic current formed by these u and d quarks has an impact on the heavy quarkonium. By using fluid/gravity duality, the metric with anomalous flow is established by using fluid/gravity duality, so as to introduce the magnetic field effect into the corresponding metric. And then we use heavy quarkonium as a probe to study phase transition, and utilize the effective string tension of the heavy quarkonium to study phase transition by AdS/QCD theory. The characteristics of reporting inverse magnetic catalysis for the confinement-deconfinement transition with anomalous flow are in qualitative agreement with lattice QCD findings. The heavy-quarkonium asymptotic entropy distributions with different magnetic field around the confinement-deconfinement transition temperature are given in the paper.

연구 동기 및 목표

• 비정상적인 캐릭터 자기장 흐름이 자기장 배경에서 QCD의 분리 불가능 상전이에 미치는 영향을 조사하는 것.
• 카이랄 비대칭 효과와 자기장 결합을 포함한 유체/중력 dualities를 사용하여 QGP 상을 모델링하는 것.
• AdS/QCD에서 효과적인 스트링 장력을 사용하여 하중 쿼크-반쿼크의 잠재력과 스트링 장력의 행동을 분석함으로써 중력자 상전이를 탐색하는 것.
• 열역학적 관계와 히알로그래픽 방법을 사용하여 분리 불가능, 전이, 분리 가능한 상에서 자기장 강도에 따른 엔트로피와 그 의존도를 계산하는 것.

제안 방법

• 카이랄 비대칭과 비정상 전류 흐름을 모델링하기 위해 체른-시몬스 결합이 있는 4+1차원 아인슈타인-맥스웰 이론에서 유체/중력 dualities를 적용한다.
• 비정상 유량 속도를 Son-Surowka 형식론에 따라 유도한 천천히 변화하는 유체역학적 매개변수를 포함하는 메트릭과 게이지 장 해를 구성한다.
• AdS/QCD에서 효과적인 스트링 장력을 사용하여 쿼크-반쿼크 잠재력 분석과 스트링 장력 행동을 통해 상전이를 탐지한다.
• 열역학적 관계와 히알로그래픽 방법을 사용하여 세 영역(분리 불가능, 전이, 분리 가능)에서 자기장 강도에 따른 엔트로피(TS)를 계산한다.
• 비정상 유량 속도를 υ_anom ≈ −0.003 (eB/T²)(μμA/T²)로 유도하며, 질량이 없는 쿼크-글루온 기체 상태 방정식(Nf=2)를 포함한다.
• 비정상 유량에 대한 편미분 전개를 통해 상전이 조건을 해결하고, 임계 온도 이격을 추적하기 위해 qC² = qC0² + υ_anom G(η, Q, ˙Q, ¨Q)를 유도한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 비정상적인 캐릭터 자기장 흐름은 자기장이 존재하는 조건에서 분리 불가능 상전이 온도에 어떻게 영향을 미치는가?
• RQ2 비정상 유량을 포함함으로써 QGP 상도표에서 역자기 촉매 작용이 발생하는가?
• RQ3 운동하는 QGP에서 자기장과 빠르기(rapidity)에 따라 하중 쿼크-반쿼크의 효과적인 스트링 장력은 어떻게 변화하는가?
• RQ4 분리 불가능-분리 가능한 상전이 전역에서 엔트로피(TS)는 자기장 강도에 따라 어떻게 행동하는가?
• RQ5 상전이 온도는 쿼크-반쿼크의 빠르기와 자기장 강도에 따라 어떻게 달라지는가?

주요 결과

• 비정상적인 캐릭터 자기장 흐름으로 인해 임계 분리 불가능 온도 TC는 자기장 강도가 증가할수록 감소하며, 이는 역자기 촉매 작용을 나타낸다.
• 정적 쿼크-반쿼크보다 운동하는 쿼크-반쿼크(비제로 빠르기)의 상전이 온도가 낮아져, 상대론적 충돌에서 QGP 상이 더 오래 지속된다는 것을 시사한다.
• 효과적인 스트링 장력 방법은 라티스 QCD 결과와 일치하는 상전이를 확인하였으며, 자기장 존재 시 결합이 억제됨을 보여준다.
• 모든 세 상(분리 불가능, 전이, 분리 가능)에서 엔트로피(TS)는 자기장 강도 증가에 따라 단조롭게 감소한다.
• 비정상 유량 속도는 υ_anom ≈ −0.003 (eB/T²)(μμA/T²)로 유도되었으며, 질량이 없는 쿼크-글루온 기체 상태 방정식(Nf=2)에서 u 및 d 쿼크 기여를 포함한다.
• 임계 자기장 의존성은 qC² = qC0² + υ_anom G(η, Q, ˙Q, ¨Q)를 통해 기록되었으며, 비정상 유량으로 인한 상경계의 이격을 보여준다.