课题基金 / 基金详情

强磁场和涡旋场下量子输运现象的研究

批准号:
12075235
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
浦实
依托单位:
学科分类:
中高能核物理
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
浦实

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
相对论重离子碰撞中量子输运现象的研究是中高能核物理领域的热点问题。这些量子输运现象不仅是相对论重离子碰撞实验的重要观测目标,还与探测强相互作用宇称破缺信号、质子自旋难题等重大科学问题密切相关,是相对论重离子碰撞领域国际前沿,具有重要的科学价值。为了深入理解相对论重离子碰撞中局域极化现象,本项目拟从微观、宏观和数值模拟三方面拓展量子输运方程并应用于相对论重离子碰撞中量子输运现象的研究。首先,拟采用Wigner函数框架从第一性原理出发推导出包含自旋动力学和完整相互作用项的量子输运方程。其次,拟求解特定形式下相对论磁流体力学的解析解,计算磁场和其它热力学量随时空的衰减行为及量子效应所带来的修正。计算结果将提供量子输运方程中外电磁场的演化信息。最后,拟利用新型GPU(图形处理器)编程,研发专门用于量子输运方程的数值模拟程序。这三方面的研究有助于解决局域极化效应中的“符号问题”。
英文摘要
Quantum transport phenomena in the relativistic heavy ion collisions are hot topics in high energy nuclear physics. These quantum transport phenomena, which are of important value, provide possible signals in the relativistic heavy ion experiments and are related to several big scientific problems, such as the detecting the signals of parity violation in the strong interaction and the proton spin problem. In order to understand the local spin polarization effects in the relativistic heavy ion collisions, we propose to investigate these phenomena from microscopic and macroscopic theories and numerical simulations. We will derive the quantum transport equations and implement it to investigate these quantum phenomena in relativistic heavy ion collisions. First, we plan to apply the Wigner function to derive the quantum transport equations including spin dynamics and complete interaction terms from the first principle. Secondly, we will compute the analytic solutions of relativistic magnetohydrodynamcis in special configurations and calculate the space and time evolution of the magnetic fields and other thermodynamic quantities with quantum corrections. The evolution of external magnetic fields in quantum transport equations can be given by these analytic solutions. Thirdly, we plan to develop a new numerical framework based on Graphics Processing Unit (GPU) programming to simulate the quantum transport equations. These three studies will be great helpful to solve the “sign problem” in local spin polarization..
在相对论重离子碰撞中,由于轨道自旋耦合,使得末态超子产生沿着初始角动量方向的极化。相对论重离子碰撞中极化效应是极端条件下夸克物质性质这一方向的国际前沿,如何自洽地从量子场论出发理解这一系列极化效应是目前研究的难点。本项目从三个方面对这一系列问题展开研究:(1)推导出含有自能和碰撞效应修正的量子动理学理论,与流体力学数值模拟相结合,系统地研究了多能区扫描的相对论重离子碰撞中的整体和局域自旋极化,并预言了螺旋度极化的结果。(2)推导了相对论自旋流体力学理论框架,得到了几类解析解,并系统地研究了相对论自旋流体所需要满足的因果律和稳定性条件。(3)推导了反常磁流体力学解析解,并研究了相对论重离子碰撞中的光致双轻子产生和光核反应。系列的研究将有助于深入理解极化效应。
相对论重离子碰撞中的流体力学研究
  • 批准号:
    11205150
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    浦实
  • 依托单位:
国内基金
海外基金