[논문 리뷰] Role of 2SC pairing in a three-flavor NJL model with axial anomaly

Hannes Basler, Michael Buballa|arXiv (Cornell University)|2010. 07. 29.

High-Energy Particle Collisions Research인용 수 1

한 줄 요약

이 연구는 축합된 축소형을 포함한 Nambu–Jona-Lasinio 모델을 사용하여 삼색 쿼크 물질의 상도를 조사하며, 축합된 축소형이 존재함에도 불구하고 등가의 업/다운/스트랭 쿼크 질량 조건에서도 2SC 쌍성화가 유리함을 보여준다. 축합된 축소형이 포함된 경우, 이전의 2SC 쌍성화 없이 연구된 모델에서 발견된 저온 임계점이 제거되어 BCS-유사 및 BEC-유사 2SC 및 CFL 상을 포함한 더 풍부한 상 구조를 형성한다.

ABSTRACT

The phase diagram of strongly interacting matter is studied within a three-flavor Nambu--Jona-Lasinio model, which contains the coupling between chiral and diquark condensates through the axial anomaly. Our results show that it is essential to include the 2SC phase in the analysis. While this is expected for realistic strange quark masses, we find that even for equal up, down, and strange bare quark masses, 2SC pairing can be favored due to spontaneous flavor-symmetry breaking by the axial anomaly. This can lead to a rich phase structure, including BCS- and BEC-like 2SC and CFL phases and new endpoints. On the other hand, the low-temperature critical endpoint, which was found earlier in the same model without 2SC pairing, is almost removed from the phase diagram and cannot be reached from the low-density chirally broken phase without crossing a preceding first-order phase boundary. For physical quark masses no additional critical endpoint is found.

연구 동기 및 목표

• 삼색 강상호작용 물질의 상도에서 2SC 쌍성화의 역할을 이해하기 위해.
• 축합된 축소형이 맛 대칭성 파괴와 쌍성화 역학에 미치는 영향을 검토하기 위해.
• 축합된 축소형이 존재함에도 불구하고 등가의 기본 쿼크 질량 조건에서 2SC 쌍성화가 나타나는지 확인하기 위해.
• 2SC 쌍성화가 상도에서 임계점의 위치와 존재성에 미치는 영향을 평가하기 위해.
• 2SC 쌍성화를 포함하지 않은 이전 모델과의 상 구조를 비교하기 위해.

제안 방법

• 삼색 Nambu–Jona-Lasinio 모델을 사용하여, 카이랄 및 이중쿠르트 쌍성화를 모두 포함한다.
• 축합된 축소형은 카이랄 및 이중쿠르트 쌍성화 간의 결합으로 표현되며, 맛 대칭성을 자발적으로 파괴한다.
• 자기적으로 일관된 해법을 통해 유한한 온도와 밀도 조건에서 기저 상태 상 구조를 결정한다.
• 열역학적 안정성 분석과 임계점 탐지 기법을 사용하여 상 경계를 식별한다.
• 물리적 쿼크 질량과 등가의 업, 다운, 스트랭 쿼크 질량 조건을 모두 포함한 분석을 수행한다.
• 임계점의 존재와 위치는 제1계 전이선의 연속성에 의해 평가된다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 등가의 업, 다운, 스트랭 쿼크 질량 조건에서도 축합된 축소형이 존재하는 삼색 NJL 모델에서 2SC 쌍성화가 발생하는가?
• RQ2 축합된 축소형이 2SC 상의 안정성과 구조에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ3 2SC 쌍성화를 포함함으로써 상도에서 임계점의 존재성과 위치에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ4 2SC 쌍성화가 포함되지 않은 이전 모델에서 발견된 저온 임계점은 2SC 쌍성화가 포함된 경우에도 유지되는가?
• RQ5 어떤 종류의 2SC 및 CFL 상이 나타나며, 이들은 BCS-유사 및 BEC-유사 영역 간에 어떻게 전이되는가?

주요 결과

• 등가의 기본 쿼크 질량 조건에서도 축합된 축소형에 의해 자발적인 맛 대칭성 파괴가 유도되어 2SC 쌍성화가 유리하게 작용한다.
• 2SC 쌍성화의 포함으로 BCS-유사 및 BEC-유사 2SC 및 CFL 상을 포함한 풍부한 상 구조가 형성된다.
• 이전에 2SC 쌍성화 없이 연구된 동일한 모델에서 발견된 저온 임계점은 상도에서 거의 완전히 제거된다.
• 저밀도의 카이랄 대칭 파괴 영역에서 저온 임계점에 도달하기 위해서는 이전의 제1계 전이 경계를 넘어서야 한다.
• 물리적 쿼크 질량 조건에서는 기존 모델에 존재하는 임계점 외에 추가적인 임계점은 발견되지 않는다.