VIỆN NĂNG LƯỢNG NGUYÊN TỬ VIỆT NAM
PHÙNG THỊ THU HÀ
NGHIÊN CỨU CẤU TRÚC PHA
TRONG MỘT SỐ MÔ HÌNH VẬT LÝ
KHÔNG PHỤC HỒI ĐỐI XỨNG CHIRAL
Chuyên ngành: Vật lý lý thuyết và Vật lý toán
Mã số: 62 44 01 01
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SỸ VẬT LÝ
HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TSKH. TRẦN HỮU PHÁT
PGS.TS. NGUYỄN TUẤN ANH
HÀ NỘI 2013
Mục lục
MỞ ĐẦU 1
1. Lý do chọn đề tài và mục đích nghiên cứu .......... 1
2. Đối tượng, nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu ........ 2
1MỘT SỐ VẤN ĐỀ LÝ THUYẾT LIÊN QUAN ĐẾN
LUẬN ÁN 3
1.1 Cấu trúc pha QCD ....................... 3
1.1.1 Đối xứng chiral, sự không hồi phục đối xứng chiral 3
1.1.2 Phân biệt hai loại chuyển pha ............ 4
1.1.3 Giản đồ pha QCD được phỏng đoán ........ 4
2CHUYỂN PHA LIFSHITZ TRONG MÔ HÌNH QCD
HIỆU DỤNG KHÔNG PHỤC HỒI ĐỐI XỨNG
CHIRAL 7
2.1 Thế nhiệt động học ...................... 7
2.2 Các đại lượng nhiệt động ................... 8
2.3 Sự không phục hồi của đối xứng chiral .......... 9
2.4 Chuyển pha Lifshitz ....................... 11
2.5 Kết luận .............................. 12
3CHUYỂN PHA TRONG CHẤT HẠT NHÂN DỰA
TRÊN MÔ HÌNH SIGMA TUYẾN TÍNH MỞ RỘNG
KHÔNG PHỤC HỒI ĐỐI XỨNG CHIRAL 15
3.1 Thế nhiệt động học ....................... 15
3.2 Các đại lượng nhiệt động ................... 16
3.3 Tính chất bão hòa ....................... 17
3.4 Sự không phục hồi của đối xứng chiral .......... 18
3.5 Phương trình trạng thái và chuyển pha khí-lỏng . . . . 20
3.6 Chuyển pha Lifshitz ...................... 21
3.7 Kết luận .............................. 30
2
KẾT LUẬN 30
CÁC CÔNG TRÌNH SỬ DỤNG TRONG LUẬN ÁN 31
3
1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài và mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu chuyển pha của vật chất xuất hiện từ những năm lăm mươi
của thế kỷ trước, nó là một trong những vấn đề có tính thời sự cả về phương
diện lý thuyết lẫn thực nghiệm trong nhiều lĩnh vực khác nhau của vật lý, từ
vật lý hạt cơ bản đến vật lý thiên thể học.
Các công trình nghiên cứu về chuyển pha trong các mô hình khác nhau
hầu hết chỉ đề cập đến chuyển pha nhiệt, đây là chuyển pha được sinh ra
bởi các thăng giáng nhiệt của các đại lượng vật lý khi nhiệt độ thay đổi và
do đó tuân theo các nguyên lý của nhiệt động học. Trong mấy thập kỷ gần
đây, người ta đã phát triển việc nghiên cứu một loại chuyển pha khác, đó là
chuyển pha lượng tử, loại chuyển pha này được sinh ra bởi các thăng giáng
lượng tử của các đại lượng vật lý ở nhiêt độ rất thấp và tuân theo các quy
luật của cơ học lượng tử. Trong những năm gần đây, lý thuyết về chuyển pha
lượng tử đã trở thành một lĩnh vực phát triển rất mạnh.
Tính chất của vật chất tương tác mạnh và đông đặc, đặc biệt là các tính
chất liên quan đến phục hồi đối xứng chiral và các kiểu chuyển pha của nó
đang là tâm điểm của nhiều nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm. Tuy nhiên,
trong thực tế lại tồn tại các hệ vật lý thể hiện tính SNR ở nhiệt độ cao, được
quan sát thấy trong nhiều chất khác nhau. Tính toán lý thuyết đã chứng minh
được tính SNR thực sự xảy ra trong một số mô hình.
Một số các mô hình chiral đã được xây dựng và có khả năng được sử dụng
để mô tả chất hạt nhân, trong số đó quen thuộc nhất là mô hình Nambu-
Jona-Lasinio (NJLM) và mô hình sigma tuyến tính (LSM). Các mô hình này
đã có thể giải thích sự phá vỡ đối xứng chiral tự phát trong chân không và
sự phục hồi đối xứng chiral tại mật độ cao. Tuy nhiên, lại thất bại trong việc
tái hiện lại tính chất bão hòa của chất hạt nhân. Cụ thể, LSM chỉ tiên đoán
trạng thái dị thường của chất hạt nhân, tại đó đối xứng chiral được phục hồi
và khối lượng hiệu dụng của các nucleon bị triệt tiêu.
Với các lý do trên, mục đích của luận án là nghiên cứu các kiểu chuyển
pha có thể có trong một số mô hình không phục hồi đối xứng chiral. Cụ thể
là nghiên cứu LPT trong mô hình QCD hiệu dụng với các bậc tự do quark
và nghiên cứu các kiểu chuyển pha khác nhau trong chất hạt nhân tại Thữu
hạn và µBhữu hạn trên cơ sở mô hình sigma tuyến tính mở rộng (ELSM) với
các bậc tự do nucleon.
2
2. Đối tượng, nhiệm vụ và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của luận án là hệ vật chất tương tác mạnh và đông
đặc, cụ thể là hệ vật chất thu được trong thí nghiệm va chạm ion nặng ở năng
lượng cao, các hạt nhân và các sao neutron.
Nhiệm vụ nghiên cứu của luận án là sử dụng các mô hình QCD hiệu dụng
và các mô hình hạt nhân có đối xứng chiral không phục hồi để nghiên cứu
các cấu trúc pha và các kiểu chuyển pha.
Phạm vi nghiên cứu của luận án là nghiên cứu các hệ vật chất tương tác
mạnh và đông đặc ở nhiệt độ hữu hạn và mật độ hữu hạn trong mô hình chiral
có tính SNR, với vùng vật chất được tạo ra bởi các thí nghiệm va chạm ion
nặng nằm trong pha hadron, xung quanh đường LGT. Tại nhiệt độ không,
nghiên cứu chuyển pha Lifshitz.