[论文解读] Role of 2SC pairing in a three-flavor NJL model with axial anomaly

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

High-Energy Particle Collisions Research被引用 1

一句话总结

本研究采用包含轴向异常的 Nambu–Jona-Lasinio 模型，研究了三味夸克物质的相图，表明即使在上夸克/下夸克/奇异夸克质量相等时，2SC 配对仍占优势，这是由于自发的味对称性性破缺所致。引入 2SC 配对后，消除了先前不包含 2SC 的研究中发现的低温临界终点，从而形成了更丰富的相结构，包括 BCS 型和 BEC 型的 2SC 与 CFL 相。

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.

研究动机与目标

• 理解 2SC 配对在三味强相互作用物质相图中的作用。
• 考察轴向异常如何影响味对称性破缺与配对动力学。
• 确定在裸夸克质量相等的情况下，2SC 配对是否仍会因轴向异常而出现。
• 评估 2SC 配对对相图中临界终点位置与存在性的影响力。
• 将所得相结构与先前排除 2SC 配对的模型进行比较。

提出的方法

• 采用包含手征和二夸克对密度的三味 Nambu–Jona-Lasinio 模型。
• 将轴向异常作为手征和二夸克对密度之间的耦合，从而自发地破缺味对称性。
• 通过自洽求解确定有限温度和密度下的基态相结构。
• 利用热力学稳定性分析和临界点检测方法识别相边界。
• 分析包括物理夸克质量和上、下、奇异夸克质量相等的对称极限两种情形。
• 通过一阶相变线的连续性评估临界终点的存在性与位置。

实验结果

研究问题

• RQ1 在轴向异常存在的三味 NJL 模型中，即使上夸克、下夸克和奇异夸克质量相等，2SC 配对是否仍会形成？
• RQ2 轴向异常如何影响 2SC 相的稳定性和结构？
• RQ3 在相图中，包含 2SC 配对对临界终点的存在性与位置有何影响？
• RQ4 先前在不包含 2SC 配对的模型中发现的低温临界终点，在引入 2SC 配对后是否仍然存在？
• RQ5 哪些类型的 2SC 和 CFL 相会形成，它们在 BCS 型与 BEC 型区域之间如何相互转变？

主要发现

• 即使在裸夸克质量相等的情况下，由于轴向异常引起的自发味对称性破缺，2SC 配对仍占优势。
• 引入 2SC 配对后，相结构显著丰富，包括 BCS 型和 BEC 型的 2SC 相与 CFL 相。
• 先前在无 2SC 配对的同一模型中发现的低温临界终点，在相图中几乎完全消失。
• 从低密度手征对称性破缺相无法通过不穿越先前存在的第一阶相变边界来达到低温临界终点。
• 对于物理夸克质量，除模型中已存在的临界终点外，未发现额外的临界终点。