[论文解读] Chiral symmetry breaking, color superconductivity and equation of state at high density: a variational approach

Hiranmaya Mishra, Jitendra C. Parikh|arXiv (Cornell University)|Mar 3, 2000

Quantum, superfluid, helium dynamics被引用 2

一句话总结

本文利用Nambu-Jona-Lasinio模型中的变分方法，研究了在高重子密度下手征对称性自发破缺与颜色超导共存的问题。通过构建变分基态并最小化热力学势，识别出一种同时具有夸克-反夸克与二夸克凝聚的相，表明手征对称性自发破缺可降低二夸克凝聚的阈值，并计算了相应的状态方程。

ABSTRACT

We discuss in this note simultaneous existence of chiral symmetry breakingand color superconductivity at finite temperature and density in aNambu-Jona-Lasinio type model. The methodology involves an explicitconstruction of a variational ground state and minimisation of thethermodynamic potential. There appears to be a phase at finite densities withboth quark antiquark as well as diquark condensates for the "ground" state.Chiral symmetry breaking phase appear to catalyse the threshold for the diquarkcondensates to appear. We also compute the equation of state in this model.

研究动机与目标

• 研究在致密夸克物质中手征对称性自发破缺与颜色超导共存的同步发生。
• 确定夸克-反夸克与二夸克凝聚在基态中共存的条件。
• 探讨手征对称性自发破缺如何影响二夸克配对的 onset。
• 在这些条件下推导致密夸克物质的状态方程。

提出的方法

• 采用Nambu-Jona-Lasinio模型描述高密度下的强相互作用。
• 构建包含夸克-反夸克与二夸克凝聚的变分基态。
• 通过最小化热力学势来确定有限温度与密度下的稳定相。
• 利用变分参数自洽地确定凝聚强度与相界。
• 通过变分自由能分析手征与二夸克凝聚之间的相互作用。
• 从最小化的热力学势计算状态方程。

实验结果

研究问题

• RQ1 在高重子密度下，手征对称性自发破缺与颜色超导是否能在基态中共存？
• RQ2 手征对称性自发破缺如何影响二夸克凝聚的临界密度？
• RQ3 当两种凝聚共存时，热力学稳定相的结构是什么？
• RQ4 在两种凝聚共存的情况下，状态方程如何演化？

主要发现

• 在有限密度下存在一种基态，同时具有夸克-反夸克与二夸克凝聚。
• 手征对称性自发破缺降低了二夸克凝聚形成的阈值。
• 变分方法为同时包含两种凝聚的致密夸克物质提供了自洽的状态方程。
• 通过热力学势最小化揭示，共存相由手征与二夸克凝聚之间的相互作用稳定。