[论文解读] Spectra of Heavy Quarkonia in a Magnetized-Hot Medium in the Framework of Fractional Non-relativistic Quark Model

M. Abu‐Shady, A. I. Ahmadov+2 more|arXiv (Cornell University)|May 2, 2021

High-Energy Particle Collisions Research参考文献 3被引用 6

一句话总结

本文使用分数阶非相对论性夸克模型，研究了在高温磁化介质中重夸克onia（粲偶素与底偶素）的谱性质。通过采用共形分数阶Nikiforov-Uvarov方法求解分数阶径向薛定谔方程，推导出解析的能量本征值与径向波函数，结果表明分数阶参数使解离温度低于经典模型，表明在磁化高温QCD物质中具有增强的稳定性。

ABSTRACT

In the fractional nonrelativistic potential model, the decomposition of heavy quarkonium in a hot magnetized medium is investigated. The analytical solution of the fractional radial Schrodinger equation for the hot-magnetized interaction potential is displayed by using the conformable fractional Nikiforov-Uvarov method. Analytical expressions for the energy eigenvalues and the radial wave function are obtained for arbitrary quantum numbers. Next, we study the charmonium and bottmonium binding energies for different magnetic field values in the thermal medium. The effect of the fractional parameter on the decomposition temperature is also analyzed for charmonium and bottomonium in the presence of hot magnetized media. We conclude that the dissociation of heavy quarkonium in the fractional nonrelativistic potential model is more practical than the classical nonrelativistic potential model.

研究动机与目标

• 研究与夸克-胶子等离子体相关的高温磁化介质中重夸克偶素的行为。
• 探究分数阶导数参数对夸克偶素结合能与解离温度的影响。
• 将非相对论性夸克模型扩展至包含分数阶微积分，以更精确地描述夸克偶素谱。
• 比较在不同磁场强度与热力学条件下，粲偶素与底偶素的解离动力学。
• 在非标准势能框架下，为能级与径向波函数提供解析解。

提出的方法

• 采用具有共形分数阶导数的分数阶非相对论性势能模型，描述夸克-反夸克相互作用。
• 推导出在具有外磁场的热介质中，夸克偶素的有效热磁化势能。
• 应用共形分数阶Nikiforov-Uvarov方法，解析求解分数阶径向薛定谔方程。
• 为任意量子数获得能量本征值与径向波函数的精确表达式。
• 通过数值分析，研究在不同磁场强度下，粲偶素与底偶素的结合能与解离温度。
• 评估分数阶参数对解离温度的影响，并与经典模型进行比较。

实验结果

研究问题

• RQ1 在夸克模型中引入分数阶导数，如何影响高温磁化介质中重夸克偶素能谱？
• RQ2 在热介质中，外加磁场强度对粲偶素与底偶素结合能的依赖关系如何？
• RQ3 与经典非相对论性模型相比，分数阶参数如何影响重夸克偶素的解离温度？
• RQ4 在分数阶非相对论性框架下，能否为任意量子数的能级与径向波函数推导出解析解？
• RQ5 磁化高温介质在多大程度上稳定或 destabilize 重夸克偶素态？

主要发现

• 通过共形分数阶Nikiforov-Uvarov方法，为任意量子数推导出能量本征值与径向波函数的解析解。
• 分数阶非相对论性势能模型预测，与经典模型相比，粲偶素与底偶素的解离温度更低。
• 在高温介质中，随着外加磁场强度增加，粲偶素与底偶素的结合能均减小。
• 分数阶参数降低了分解温度，表明分数阶模型能更真实地描述磁化QCD物质中夸克偶素的解离行为。
• 该模型表明，在相同高温磁化条件下，底偶素比粲偶素更稳定，原因在于其更大的质量和结合能。
• 结果表明，分数阶方法比经典模型更有效地捕捉夸克偶素动力学中的非局域性与非马尔可夫效应。