Phasenübergang und Screeningmassen in der Nf = 2 QCD

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Die Theorie der starken Wechselwirkungen, die Quantenchromodynamik (QCD), sagt bei hohen Temperaturen einen Phasenübergang von einem Hadrongas zu einem Quark-Gluon- Plasma voraus. Die Eigenschaften dieses Phasenübergangs müssen nichtperturbativ durch Simulationen der QCD auf einem diskreten Raumzeitgitter berechnet werden. In diesem Projekt untersuchen wir die Ordnung des Phasenübergangs der QCD mit zwei leichten Quarkfamilien im chiralen Limes (Quarkmassen Null). Zahlreiche frühere Untersuchungen haben bislang widersprüchliche Ergebnisse geliefert, weil die chirale Symmetrie der Theorie durch Gitterartefakte gebrochen wird. Unser Projekt versucht dies durch Verwendung zweier unterschiedlicher, alternativer Diskretisierungen der Theorie zu verbessern. Die Twisted Mass QCD erlaubt Simulationen bei kleineren Massen und auf feineren Gittern, wodurch man näher an den chiralen Limes und dessen Symmetrie herankommt. Overlap-Fermionen sind numerisch sehr aufwändig, weisen aber auch bei endlichem Gitterabstand eine exakte chirale Symmetrie auf. Um rechenintensives Skalieren mit dem Volumen zu vermeiden, berechnen wir das Spektrum der Abschirmlängen im Plasma, deren Entartungsschema Informationen über die Ordnung des Phasenübergangs enthält. Die Resultate werden zum theoretischen Verständnis von chiraler Symmetriebrechung und Confinement beitragen. Ist der Phasenübergang zweiter Ordnung, hat dies darüber hinaus messbare Konsequenzen auf den Phasenübergang der physikalischen QCD bei endlicher Temperatur und Dichte.