Probing QCD critical point and induced gravitational wave by black hole physics
在有限重子化学势下确定QCD的临界端点和一级相变区域是QCD研究的一个热点。我们利用规范/引力对偶的非微扰方法，给出了在有限重子化学势和有限温度下QCD物质的引力对偶描述。利用最新的格点量子色动力学数据在零化学势下确定了模型的所有参数后，预测的物态方程和QCD迹线反常关系与最新的格点结果在定量上一致。然后，我们给出了关键端点的确切位置以及一阶过渡线，这是在许多即将到来的实验测量的覆盖范围内。此外，我们还利用有限重子化学势下的模型数据，计算了早期宇宙中与一阶QCD跃迁相关的随机引力波背景谱，这是未来脉冲星计时可能观测到的.
2023-02-18 gr-qc hep-ph hep-th
Primordial Black Holes with QCD Color Charge
本文提出早期宇宙中PBH通过吸收未禁闭夸克和胶子获得QCD色荷的机制，估算了近极端色荷PBH的数密度，并探讨其唯象学意义。
2024-05-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Black-hole quasinormal modes and scalar glueballs in a finite-temperature AdS/QCD model
利用全息AdS/QCD软壁模型研究了有限温度等离子体中标量胶球的光谱。在这个模型中，胶球被描述为一个无质量的标量场在一个AdS_5黑洞与软壁背景上的一个标志。利用AdS/CFT公式计算了边界延迟格林函数。相应的热谱函数显示在低温下的准粒子峰。我们还计算了软壁黑洞几何中标量场的准正规模。这些模式的温度和动量的依赖性进行了分析。谱函数的峰的位置和宽度与准正规模的频率有关。我们的数值结果发现采用幂级数方法和计算的Breit-Wigner共振。
2009-10-29 gr-qc hep-ph hep-th
Extremal black disks in QCD
我们认为在高能QCD中，一个真正的黑盘波函数必然包含许多夸克。这对应于在形成黑盘时非真空调节环的必要性。这一结果来自于群流形上的黑圆盘S-矩阵的特征标分解。
2008-06-24 hep-ph
Primordial Black Hole Formation during the QCD Epoch
我们考虑了宇宙相变过程中由已有的密度涨落形成视界大小的原始黑洞。指出在QCD时期，由于绝热塌缩过程中压力的大幅度减小，或者等效地，在色限跃迁过程中有效声速的显著减小，PBH的形成应该是特别有效的。我们的考虑意味着，对于一般的初始密度微扰谱PBH质量函数预计将表现出明显的峰值上的QCD视界质量尺度$\sim 1 M_{\odot}$。这一质量尺度与最近在我们的星系晕中由OOO合作观测到的致密天体的估计质量大致一致。在QCD时期形成的黑洞可以提供一个有吸引力的解释晕暗物质的起源，回避可能有问题的核合成和亮度边界的重子晕暗物质。
1997-04-22 astro-ph hep-ph
QCD-supression by Black Hole Production at the LHC
在大型强子对撞机的大额外维度的不同情况下，小黑洞的生产可能产生的后果进行了研究。研究了黑洞的产生对标准喷注观测值的影响，重点讨论了QCD截面的缩减。我们发现，黑洞产生的部分子在足够短的距离上相互作用确实会引起QCD截面的急剧下降。然而，从实验的观点来看，在大多数情况下，这将被来自黑洞的高能辐射所掩盖。
2005-08-25 hep-ph
Tachyon dynamics of the black disc limit in the hard small $x$ processes in QCD
研究了有效场论（EFT），它给出了黑盘极限（BDL）附近QCD中小$x$过程中两个硬小偶极子散射的近似描述。我们认为微扰QCD方法预言了快子的存在，并在近似下将其可视化，其中$α'_P=0$。我们证明了截面的高能量行为强烈地依赖于碰撞参量平面内的扩散规律。另一方面，硬过程和多重性截面的几乎阈值行为，即截面的快速增加（色膨胀）、梯子熔化成色网络以及强子纵向分布的软化，定性地对碰撞参量空间中的扩散值不敏感。我们评估$α'_P$附近的黑盘限制，并发现显着的$α'_P$的概率守恒的后果。
2005-12-19 hep-ph hep-th
High energy QCD from Planckian scattering in AdS and the Froissart bound
我们重新分析高能量QCD散射制度，从散射截止AdS通过重力规范对偶（一拉Polchinski-Strassler）。我们研究了特胡夫特散射、雷吉行为和AdS中的黑洞产生。通过引力冲击波碰撞分析了引力对偶中黑洞的产生。我们证明了QCD Froissart么正性界的饱和性，对应于Giddings提出的AdS大小的黑洞的产生。
2005-11-03 hep-ph hep-th
Holographic Confinement/Deconfinement Phase Transitions of AdS/QCD in Curved Spaces
最近，Herzog证明了在硬壁模型中，通过Poincare坐标系下纯AdS几何给出的低温相和AdS黑洞给出的高温相之间的一阶Hawking-Page相变，可以实现AdS/QCD的退禁闭.本文首先将Herzog的工作推广到弯曲空间中的硬壁AdS/QCD模型，研究了球面或双曲面上分别与非超对称Yang-Mills理论对偶的具有球面或负常曲率视界的AdS黑洞的热力学.对于球视界情形，我们发现引入红外截止后，相变的温度比不引入红外截止的情形有所提高;对于双曲视界情形，红外截止存在一个缺口，低于该缺口，Hawking-Page相变不会发生.我们还讨论了巨正则系综中的带电AdS黑洞，对应于有限化学势下的Yang-Mills理论，发现对于任意视界拓扑的带电AdS黑洞，由于存在最小视界，红外截止总是有一个缺口.
2007-08-27 gr-qc hep-ph hep-th
Singular perturbation theory for the thermodynamic properties of holographic QCD
在改进的全息QCD中，我们研究了具有两个参数的简单量子势的黑洞解的热力学性质。利用奇异摄动理论的技巧，我们得到了大黑洞和小黑洞两个区域中度规场和介子场的一致近似。这些技术导致在高温下的天真膨胀的reprodmation，提供了一个重要的理论改进与以前的文献中的结果。通过使用这种技术，它示出了如何在足够低的温度下的二次依赖性可以自然地出现在自由能。与格点数据的胶子动力学进行了比较。它也提供了一个估计的胶子凝聚在零温度下的值，这原来是在相当好的协议，在文献中接受的值从唯象研究QCD。
2017-07-15 gr-qc hep-ph hep-th
LIGO/Virgo Black Holes from a First Order QCD Phase Transition
我们认为LIGO/Virgo观测到的$O(10 M_{\rm Sun})$黑洞起源于温度为$T_* \lesssim 100$ ~MeV的一阶QCD相变。这是通过保持夸克质量小的限制尺度下到$T\sim T_*$，使QCD跃迁一阶。我们使用可能是一个很好的暗物质候选者的光标量来实现这个场景。
2019-03-06 astro-ph.CO hep-ph
Classicalization and unitarization of wee partons in QCD and Gravity: The CGC-Black Hole correspondence
我们讨论了把黑洞描述为$N$弱相互作用引力子的高占据凝聚体和把彩色玻璃凝聚体（CGC）描述为高占据胶子态之间的显著对应关系。在这两种情况下，“wee partons”的Regge渐近的动力学控制的新兴半硬尺度，导致微扰unitarization和经典化的$2\rightarrow N$粒子振幅在弱耦合。特别是，他们达到了最大的熵允许的酉性，由逆耦合$α$的各个组成部分的限制。引人注目的是，这个熵等于相应引力子或胶子凝聚体自发破缺庞加莱{é}对称性所对应的以戈德斯通常数为单位的面积。在引力中，戈德斯通常数是普朗克尺度，并产生贝肯斯坦-霍金熵。同样，在CGC中，相应的戈德斯通标度由胶子屏蔽的开始决定。我们指出，黑洞的形成，热化和衰变的进一步相似性，从碰撞CGC在超相对论性核碰撞，它衰变成一个夸克-胶子等离子体形成的物质。
2021-07-21 gr-qc hep-ph hep-th
QCD effects on "stable" micro black holes at the LHC
如果微型黑洞（MBH）可以在大型强子对撞机上产生，它们将很快衰变。我们研究假设的MBH不衰变，特别是QCD吸积MBH的影响，在休息。我们解释了为什么吸积的核子由这样的MBH是与π发射。这种π介子发射导致MBH被踢，使得它们的速度大到足以逃离地球。我们的研究提供了一个额外的保证，即可能在LHC产生的MBH是不危险的。
2009-07-09 hep-ph
QCD Effects in the Decays of TeV Black Holes
在具有“大”和/或扭曲额外维度的模型中，高维普朗克尺度可能低至TeV。在这种情况下，质量为几TeV的黑洞预计将在多TeV碰撞中大量产生，特别是在LHC中。这些黑洞通过霍金辐射衰变成典型的O（20）标准模型粒子。这些粒子中的大多数都有很强的相互作用。天真地说，这将导致一个包含10个左右强子喷流的最终状态。然而，有人认为，强相互作用粒子的密度将是如此之大，以至于它们热化，形成一个“色球”，而不是定义明确的喷流。为了研究这一点，我们进行了QCD模拟，其中包括部分子-部分子散射除了部分子淋浴。我们发现部分子散射的影响仍然很小，我们研究的所有情况下，导致的结论是，黑洞的质量范围内的大型强子对撞机的衰变不会导致色球的形成。
2006-10-30 hep-ex hep-ph hep-th
Possibility of QCD critical point sweep during black hole formation
本文讨论了在大质量恒星引力坍缩动力学黑洞形成过程中探测QCD临界点的可能性，其中温度和重子化学势分别高达T ~ 90 MeV和$μ_B$ ~ 1300 MeV。与手征有效模型中的相边界的比较表明，夸克物质很可能在视界形成之前形成。此外，在黑洞形成过程中，QCD临界点可能被探测到。在非对称核物质中，临界点向低温方向移动，在某些手征模型中，临界点位于黑洞形成过程中的可达区域。
2011-09-06 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
High energy QCD scattering, the shape of gravity on an IR brane, and the Froissart bound
利用AdS/CFT对偶弦/引力理论研究了非共形规范理论中的高能散射。强引力过程，如黑洞的形成，在对偶动力学中起着重要的作用。通过对红外膜附近质量的引力进行线性化分析，可以得到关于这种动力学的进一步信息;这给出了黑洞或其他强引力效应的远场近似，特别是允许我们估计它们的形状。从这个形状，我们可以推断出总散射截面随着质心能量的增加而增加，为ln^2 E，使弗鲁瓦萨尔束缚饱和。
2003-05-13 gr-qc hep-ph hep-th
Discovering the QCD Axion with Black Holes and Gravitational Waves
先进的LIGO可能是第一个探测引力波的实验。通过恒星黑洞的超辐射，它也可能是第一个发现衰变常数在大统一尺度以上的QCD轴子的实验。当轴子的康普顿波长与黑洞的大小相当时，轴子与黑洞结合，形成“引力原子”。“通过超辐射过程，占据束缚能级的轴子数量呈指数增长，从黑洞中提取能量和角动量。轴子在引力原子能级之间的跃迁以及轴子湮灭为引力子的过程中可以产生可观测到的引力波信号。这些信号是持久的、单色的，可以与普通的天体物理源区分开来。对于10^-11和10^-10 eV之间的轴子，我们估计在aLIGO上的跃迁事件高达O（1），对于10^-13和10^-11 eV之间的轴子，我们估计湮灭事件高达10^4。在零搜索的情况下，ALIGO可以限制轴子质量的范围内快速旋转的黑洞形成率。在未来的低频引力波观测站中，质量更轻的轴子湮灭也是有希望的;湮灭率有很大的不确定性，主要由超大质量黑洞的自旋分布决定。我们对aLIGO的预测对于来自黑洞环境的扰动是稳健的，并且解释了我们对恒星黑洞自旋测量所建议的6*10^-13 eV < ma < 2*10^-11 eV的QCD轴子的更新排除。
2015-03-23 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
From inflation to black hole mergers and back again: Gravitational-wave data-driven constraints on inflationary scenarios with a first-principle model of primordial black holes across the QCD epoch
最近的人口研究已经在LIGO/Virgo/KAGRA（LVK）探测到的引力波（GW）事件中寻找原始黑洞（PBH）的亚群，在大多数情况下采用唯象的PBH质量分布。然而，当在标准方案中从第一性原理导出这样的人口时，宇宙在PBH形成时的状态方程可能强烈地影响PBH丰度和质量分布，这最终取决于宇宙学扰动的功率谱。本文在几个方面改进了以往的布居研究：（i）采用了描述QCD时期宇宙学扰动坍缩的最新的PBH形成模型：（ii）首次对包含PBH的GW数据进行了贝叶斯多布居推断，并直接使用功率谱参数代替唯象分布;（iii）我们批判性地面对PBH的情况下，LVK的唯象模型描述的GWTC-3目录中的中子星和BH质量范围内，也考虑PBH的总事件的子群。我们的研究结果证实，LVK的观测阻止了大部分的暗物质的恒星质量PBH的形式。我们发现，最适合的PBH模型可以包括一小部分的总事件，特别是它可以自然地解释事件的质量差距。如果较低的质量间隙事件GW 190814被解释为PBH二进制，我们预测LVK应该检测到几个太阳下合并和一个到$\approx 30$较低的质量间隙事件在即将到来的O4和O5运行。最后，映射回最适合的功率谱到一个超慢卷通货膨胀的情况下，我们表明，后者预测可检测的PBH合并在LVK波段，一个随机GW背景检测到当前和未来的仪器，并可能包括整个小行星质量PBH的暗物质。
2023-03-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Deconfinement transition and Black Holes
在本文中，我们提出了一个有效的描述过渡到解除禁闭附近的黑洞。为此，我们适应的方法，使用双夸克凝聚作为序参量禁闭，最初介绍了在格点量子色动力学的背景下，一个强相互作用的费米子有效场论在弯曲的背景上传播。我们用数值方法构造了对偶凝聚体，并近似地确定了退禁闭相的区域。本文的分析表明，夸克将被霍金辐射直接辐射，而强子将在“标准”非微扰QCD效应的退禁闭区的边界处形成。这个例子提供了一个非平凡的设置来讨论重力如何影响约束。
2013-07-30 gr-qc hep-lat hep-ph
Primordial Black Holes from QCD Axion Bubbles
我们提出了一个方案，其中一个强大的Peccei-Quinn（PQ）对称性破缺在早期宇宙中的初始QCD轴子场值的大的不均匀性的结果，导致非常密集的轴子泡的形成。一些轴子泡随后坍缩成原始黑洞（PBH）。QCD轴子的空间均匀部分解释了宇宙的暗物质，而轴子泡产生的PBH可以解释LIGO事件或超大质量黑洞的种子。有趣的是，PBH的质量是由轴子衰变常数决定的;对于$f_a = 10^{17} (10^{16})$ GeV，PBH的质量大约比$10 (10^4) M_\odot$重。此外，轴子微团簇也是由轴子气泡形成的，比PBH更丰富，并且它们的质量预计会比基于膨胀后PQ对称性自发破缺的通常情况下更重。
2020-06-23 astro-ph.CO hep-ph
Analogy of QCD hadronization and Hawking-Unruh radiation at NICA
本文将高能碰撞产生粒子和黑洞Hawking-Unruh辐射的类比推广到有限密度（碰撞）和有限电荷（黑洞）的情形。假设电荷与密度（或化学势）成正比，显然，对于至少两个冻结条件：常数$s/T^3$和$E/N$，所提出的类比非常有效。例如，辐射（冻结）温度对有限电荷的依赖性导致对K介子与π介子比的极好估计，特别是在NICA所覆盖的能量范围内。精确而完整地测量各种光味粒子产额和比率对于表征荷电黑洞的Hawing-Unruh辐射以及有限密度下的QCD强子化都是必不可少的。
2016-06-30 hep-ph hep-th
Analytic Study on Chiral Phase Transition in Holographic QCD
手征对称性破缺（$χ_{SB}$）是QCD中最基本的问题之一。本文在与探测标量场耦合的Einstein-Maxwell-Dilaton（EMD）系统对偶的全息QCD模型中，解析地计算了夸克凝聚。我们发现EMD系统中的黑洞相变严重影响了$χ_{SB}$。在小化学势下，$χ_{SB}$表现为交叉。对于大的化学势$μ>μ_c$，$χ_{SB}$成为一阶与完全相同的过渡温度的黑洞相变的旁路机制。我们得到的相图与最近的格点量子色动力学模拟和NJL模型的结果定性一致。
2020-11-24 hep-ph hep-th
QCD and electroweak phase transitions with hidden scale invariance: implications for primordial black holes, quark-lepton nuggets and gravitational waves
Sydney Consortium for Particle Physics and Cosmology（悉尼粒子物理与宇宙学联盟）；School of Physics, The University of Sydney（悉尼大学物理学院）
研究基于标准模型的最小非线性尺度不变性框架，探讨其对宇宙学的影响，揭示电磁相变及原初黑洞、引力波和多夸克-轻子 nuggets 的生成机制。
2026-03-19 astro-ph.CO hep-ph hep-th
Gravitational Waves and Primordial Black Hole Productions from Gluodynamics by Holography
本文构建了与格点QCD数据吻合的全息胶子模型，研究早期宇宙禁闭/退禁闭相变产生的随机引力波与原初黑洞，并指出其引力波信号有望被IPTA和SKA探测到。
2024-01-09 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Supermassive black holes triggered by QCD axion bubbles
本文提出QCD轴子泡在QCD相变期间通过暴胀后显式PQ对称性破缺产生原初黑洞，其质量范围约为10^4-10^7倍太阳质量，可作为星系中心超大质量黑洞的种子。
2024-04-02 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
QCD Equilibrium and Dynamical Properties from Holographic Black Holes
利用引力/规范对应，采用Einstein-Maxwell-Dilaton模型计算了高温、重子丰的强耦合夸克-胶子等离子体的平衡态和非平衡态性质.利用模拟格点量子色动力学状态方程的5维全息黑洞族，研究了该状态方程对温度和重子化学势的依赖性.我们还得到了重子的电荷电导率，和体和剪切粘度与特别关注的行为，这些可观的临界端点和线的一阶相变预测的模型。
2022-07-25 hep-ph nucl-th
GW190425, GW190521 and GW190814: Three candidate mergers of primordial black holes from the QCD epoch
LIGO/Virgo第三次观测的两个最近的引力波事件GW 190425和GW 190814都有一个伴星，如果起源于中子星或恒星黑洞，这是意料之外的，质量分别为$[1.6-2.5]~M_\odot$和$[2.5-2.7]~M_\odot$，合并率分别为$ 460^{+1050}_{-360} $和$ 7^{+16}_{-6}$事件/年/Gpc $^3$，在90\% c.l.。此外，最近的事件GW 190521具有质量为67和$91~M_\odot$的黑洞成分，因此位于所谓的对不稳定质量间隙中，在那里不应该直接形成恒星黑洞。研究了所有这些致密天体都是原始黑洞的可能性。已知的宇宙热历史预测，PBH的形成在QCD跃迁时得到加强，在这个特定的质量尺度上，它们的分布出现峰值，在$30-50~M_\odot$周围出现隆起。我们发现，从GW 190425，GW 190521和GW 190814推断的合并率与物质时代或早期宇宙中致密晕捕获形成的PBH双星一致。与此同时，$30~M_\odot$周围的黑洞合并率和太阳下PBH合并率都没有超过LIGO/Virgo的限制。这样的PBH可以解释很大一部分，甚至全部的暗物质，但它们必须足够强烈地聚集在一起，以便与当前的天体物理极限保持一致。
2021-05-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Primordial Black Holes from the QCD axion
我们提出了一种产生原始黑洞（PBH）的机制，它与宇宙膨胀无关，发生在略低于QCD相变的位置。我们的设置依赖于长寿命的弦域壁网络的崩溃，并自然地实现在QCD轴子模型与域壁数$N_{DW}>1$和Peccei-Quinn对称性破缺膨胀后。在我们的框架中，暗物质主要由meV质量范围内的轴子以及一小部分重$M \sim 10^4-10^7 M_\odot$ PBH组成，即$Ω_{\text{PBH}} \gtrsim 10^{-6} Ω_{\text{CDM}} $。后者可在减轻$Λ$清洁发展机制模型在亚银河尺度上的某些缺点方面发挥作用。这种情况在正在进行的轴子搜索以及引力波观测站中都有明显的特征。
2019-02-21 astro-ph.CO hep-ph
Primordial Black Holes Formation Beyond the Standard Cosmic QCD Transition
Institute of Nuclear and Particle Physics, Technical University Dresden（德累斯顿工业大学核与粒子物理研究所）；Institute of Theoretical Physics, University of Wroclaw（弗罗茨瓦夫大学理论物理研究所）；Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR)（德累斯顿-罗斯多夫亥姆霍兹中心）；Center for Advanced Systems Understanding (CASUS)（高级系统理解中心）
本文探讨了原初黑洞在宇宙黑暗时代和暗物质候选中的作用，分析了QCD相变对黑洞形成的影响，并研究了超出标准模型的物理对宇宙方程状态和黑洞形成概率分布的影响。
2026-04-14 astro-ph.CO hep-ph
Effective holographic models for QCD: Thermodynamics and viscosity coefficients
本文对文献[1]中提出的量子色动力学有效全息模型（EHQCD）进行了有限温度推广。[1]，在目前的工作中进行了调查。EHQCD模型的特点是由两个参数，变形的CFT和相关的耦合的相关运营商的共形尺寸。我们发现，黑洞解出现在温度高于一些温度$T_{min}$，并可以分为两类：大和小黑洞。大黑洞是热稳定的，因此它被解释为非共形等离子体的引力对偶。另一方面，小黑洞是热不稳定的。我们表明，热力学量，如熵密度$s$，比热$C_V$，和声速$c_s$是敏感的模型参数。我们研究了黑洞解的微扰，并计算了相应的对偶非共形等离子体的粘性系数。对于剪切粘度，我们确认比率$η/s$由通用结果$1/4π$给出。对于体积粘度，$ζ/s$的比值随温度变化，显示出接近$T_{min}$的快速增长，并且它对模型参数敏感。我们比较我们的结果与晶格$SU(N_C)$结果的热力学量，并发现它们是兼容的，只要耦合是适当固定的共形尺寸的函数。我们还比较了我们的结果的粘性系数对JETSCAPE的结果，从重离子碰撞的实验数据的分析。
2021-08-17 gr-qc hep-lat hep-ph
Primordial black hole formation during the QCD phase transition: threshold, mass distribution and abundance
该研究通过数值模拟分析QCD相变及$e^+e^-$湮灭时期的原初黑洞形成，明确QCD时期PBH丰度提升倍数、峰值质量等参数，同时指出中微子自由流可能阻碍$e^+e^-$湮灭时期的PBH形成。
2024-04-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Radio signatures from encounters between Neutron Stars and QCD-Axion Minihalos around Primordial Black Holes
由于轴子与标准模型粒子的相互作用非常弱，因此探索QCD轴子暗物质（DM）假说极具挑战性。我们提出了一种新的途径来测试的QCD轴子DM通过瞬态无线电签名之间的遭遇来自中子星（NS）和轴子迷你晕周围的原始黑洞（PBH）。我们考虑一个一般的QCD轴子的情况下，PQ对称性破缺发生之前（或期间）的通货膨胀共存的一小部分DM的形式PBH。黑洞周围将出现典型的秒差距尺度的轴子微晕。迷你晕中的轴子密度可能远高于局部DM密度，而这些致密天体在今天银河系中的存在为检验轴子DM假说提供了一个新的机会。我们研究了银河系中小晕质量分布的演化，并估计了NS和装饰PBH之间的相遇率。我们发现，遇到引起的瞬态线状发射的射频光子产生的共振轴子光子转换在NS磁层和特征信号可以检测到与当前和未来的射电望远镜的灵敏度。因此，深入研究这些信号的搜索策略将为QCD轴子的探测提供新的途径。
2021-09-20 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
On the behaviour of single scale hard small $x$ processes in QCD near the black disc limit
我们认为，在足够小的Bjorken $x$，其中pQCD振幅迅速增加的能量和违反概率守恒的单尺度小$x$硬QCD过程中的阴影效应可以描述一个有效的相互作用准粒子的量子场论。准粒子是微扰QCD梯。我们发现，在WKB近似下，小的QCD耦合常数确保了物理真空中评估的多准粒子相互作用之间的层次结构，特别是在拉格朗日中的三重准粒子相互作用的主导地位。解释了在微扰QCD真空附近考虑的有效场论包含一个快子，它与微扰QCD级数在足够小的$x$处的发散有关。我们在WKB近似下求解了有效场论的运动方程，找到了物理真空以及假真空（微扰真空）和物理真空之间的过渡。经典的解决方案，占主导地位的虚假和物理真空之间的过渡是扭结，不能被分解成微扰系列的权力$α_s$。这些扭结导致了色膨胀和准粒子的玻色-爱因斯坦凝聚。对WKB解周围量子涨落的解释揭示了“无质量”粒子--“声子”的出现。据解释，“声子”是相关的小$x$过程的黑盘行为，导致Froissart上升的横截面。阶梯的凝聚产生占据“宏观”纵向体积的颜色网络。我们简要地讨论了新的QCD效应的可能检测。
2006-03-08 hep-ph
Multiplicities from black-hole formation in heavy-ion collisions
研究了共形和非共形背景中激波迎头碰撞中捕获面的形成。背景包括所有可能与QCD有关的有趣的限制和非限制背景。几个横向配置文件的冲击进行了调查，包括作为权力或指数下降的分布。不同的方式切断紫外线的贡献（预计在QCD微扰）进行了探讨。在一些合理的简化假设下，我们的估计被转换为RHIC和LHC上重离子碰撞的多重数的预测。
2011-11-24 hep-ph hep-th
Exploring the String Axiverse with Precision Black Hole Physics
最近有人提出，存在大量的轻轴子，即一个轴宇宙，是弦论存在额外维度的证据。我们通过彭罗斯超辐射过程讨论了这些轴子对天体物理黑洞的观测结果。当一个轴子康普顿波长与黑洞的大小相当时，轴子与黑洞“核”结合，在天空中形成一个引力原子。由黑洞的能量和角动量提供的超辐射原子能级的占有数呈指数增长。黑洞向下旋转，在其周围形成一个轴子玻色-爱因斯坦凝聚体云。当吸引轴子的自相互作用变得比引力结合能更强时，轴子云坍塌，这种现象在凝聚态物理中被称为“Bosenova”。轴子的存在首先是由天体物理学上的黑洞的质量与自旋图中的空隙来诊断的。对于年轻的黑洞，自旋的允许值是量子化的，从而在能隙区域内产生“Regge轨迹”。轴子云也可以通过精确的近视界几何映射或通过来自Bosenova爆炸的引力波以及引力原子中的轴子跃迁和湮灭直接观察到。我们的估计表明，这些信号在即将到来的实验中是可以检测到的，例如先进的LIGO，AGIS和LISA。目前的黑洞自旋测量表明，QCD轴子衰变常数的上限为2 x 10^17 GeV，而高级LIGO可以检测到来自QCD轴子云的信号，其衰变常数与大统一尺度一样低。最后，我们讨论了观测与Bosenova爆炸有关的γ射线的可能性，也许，从QCD轴子到光子转换的无线电波。
2011-08-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Implications of a viscosity bound on black hole accretion
受规范/引力对偶中粘性约束的启发，我们考虑了黑洞吸积流中剪切粘性（η）与熵密度（s）的比值。对于吸积到Kerr黑洞上的流体，我们同时使用理想气体状态方程和从晶格得到的QCD状态方程。考虑QCD状态方程，因为在某些热流中吸积物质的温度预计接近10^{12}K。我们发现，在这两种情况下的eta/s是小的，只有原始黑洞和几个数量级大于任何已知的流体恒星和超大质量黑洞。我们表明，原始黑洞的质量下限导致的eta/s的下限，反之亦然。最后，我们推测，Shakura-Sunyaev粘度参数应随密度和/或温度的增加而减小。
2012-02-13 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Chiral Phase Transitions around Black Holes
本文讨论了类似于QCD的手征相变在黑洞附近发生的可能性。如果黑洞被一种强烈相互作用的粒子气体所包围，就会形成一种不均匀的凝聚体。我们证明了这一点，明确构建自洽的解决方案。
2011-06-20 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Machine learning holographic black hole from lattice QCD equation of state
本文利用机器学习结合格点QCD状态方程，在EMD框架中构建纯胶子、2味和2+1味系统的全息黑洞度规，验证了EMD框架的稳健性，并预测2+1味系统临界终点位于$(T^c$=0.094GeV, $μ^c_B$=0.74GeV)。
2024-03-30 hep-lat hep-ph
QCD against black holes?
随着重子（中子）间距的压缩，两个非常重要的因素同时发挥作用：与可能的黑洞（BH）视界出现相关的致密中子星（NS）内缺乏自稳定性，以及核物质内的相变-颜色解除禁闭和QCD-真空重建。这就是为什么在考虑引力坍缩时，这两种现象应该同时考虑。由于在上述跃迁下，强子相真空（充满了胶子和手征$q\bar q$凝聚体）变成了“空”（微扰）亚强子相真空，因此，相应的（非常高的）压力相当突然地下降，以前冷的（简并的）核介质开始坍缩到新的真空中。如果恒星的质量足够大，那么这种坍缩会产生巨大的加热，只有在形成温度约为100 MeV（甚至更高）的夸克-胶子等离子体以承受引力压缩（而超新星爆发的最高温度至少要低一个数量级）之后，这种加热才会停止。因此，在物质进一步坍缩形成黑洞的过程中，很可能会竖起一堵“燃烧的墙”。
2009-06-10 astro-ph.HE hep-ph
The Interplay between the Dark Matter Axion and Primordial Black Holes
如果原初黑洞（PBH）在轴子场振荡开始时已经主导了早期宇宙的能量密度，我们证明了QCD轴子的残余丰度和预期质量范围将被极大地修改。由于QCD轴子是暗物质（DM）的潜在候选者，我们称之为DM轴子。我们主要研究质量范围为$(10^6 - 5\times 10^8)\,$ g的PBH。我们研究了DM轴子的残余丰度与PBH参数空间之间的关系。我们数值求解一组玻尔兹曼方程，它支配着宇宙演化过程中的辐射和PBH主导的时代，提供了大量的早期宇宙的能量含量。我们进一步求解了DM轴子场的运动方程，得到了它目前的丰度。除了非相对论产生机制，轻QCD轴子是通过霍金机制从蒸发的PBH产生的，可以构成暗辐射（DR）的一部分。如果QCD轴子被发现，它将使我们深入了解早期宇宙，并探索PBH主导时代的物理学。我们估计的边界上的模型从DR轴子通过PBH蒸发和热去耦产生的，我们占等曲率边界的通货膨胀期间的Peccei-Quinn对称性被打破。我们评估所得结果对现有的CMB数据，我们评论的预测从引力波搜索。我们简要地陈述PBH吸积的后果和不确定性，这可能进一步增加宇宙学和天体粒子物理建模。
2023-01-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Aspects of Thermal QCD Phenomenology at Intermediate Gauge/'t Hooft Coupling from String/M-Theory, (HD) Gravity Islands, and Multiverse
本论文基于弦/M理论等框架，研究中间耦合下热QCD唯象学，计算手征微扰论低能耦合、分析禁闭-退禁闭相变特性，并构建全息与多重宇宙设置，得到多种黑洞的佩奇曲线。
2023-10-09 gr-qc hep-ph hep-th
Primordial black-hole formation and heavy r-process element synthesis from the cosmological QCD transition. Two aspects of an inhomogeneous early Universe
TU Dresden（德累斯顿工业大学）；Deutsches Zentrum für Astrophysik (DZA)（德国天体物理中心）；DESY（德国电子同步辐射研究所）；Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR)（德累斯顿-罗斯多夫亥姆霍兹中心）；Center for Advanced Systems Understanding (CASUS)（先进系统理解中心）；University of Wrocław（弗罗茨瓦夫大学）；University of Rostock（罗斯托克大学）
研究探讨了原始黑洞在宇宙黑暗时代和暗物质候选中的作用，以及QCD相变对原始黑洞形成和重r过程元素合成的影响。
2025-07-08 astro-ph.CO hep-ph nucl-th
On the formation of a Hawking-radiation photosphere around microscopic black holes
我们表明，一旦黑洞超过某一临界温度$T_{crit}$，发射的霍金辐射与自身相互作用，形成一个近热光球。使用量子电动力学，我们表明，占主导地位的相互作用是韧致辐射和电子-光子对的生产，我们估计$T_{crit} \sim m_{e}/α^{5/2}$，当计算更精确地被发现是$T_{crit} \approx $ 45 GeV。光球的形成纯粹是粒子物理效应，而不是广义相对论效应，因为光球在距离黑洞大约$α^{-4}$史瓦西半径处形成。光球层的温度$T$随着离黑洞的距离而降低，而光球层的外表面则由约束$T\sim m_{e}$决定（对于QED的情况），因为在这一点上电子和正电子湮灭，而剩余的光子自由流到无穷远。讨论了观测结果，发现QED光球层虽然不会影响原始黑洞的Page-Hawking极限，但对100 MeV的黑洞来说，Page-Hawking极限是最重要的，而QCD相互作用的加入可能会显著影响这一极限，因为我们对QCD的$T_{crit}\sim Λ_{QCD}$进行了估计.光球层大大降低了观测温度高于$T_{crit}$的单个黑洞的可能性，因为从黑洞发射的高能粒子通过光球层被处理成较低的能量，其中伽马射线背景高得多。光球层中等离子体的温度可以非常高，这为对称性恢复等过程提供了有趣的可能性。
1996-01-08 astro-ph hep-ph
Black Hole Mergers and the QCD Axion at Advanced LIGO
在接下来的几年里，高级LIGO（aLIGO）可能会看到来自数千个黑洞（BH）合并的引力波（GW）。这标志着物理学新的精确工具的开始。在这里，我们展示了如何使用这个工具寻找标准模型之外的新物理，特别是质量范围ma ~ 10^-14到10^-10 eV的QCD轴子。在这个质量范围内的轴子（或任何玻色子）通过超辐射（SR）的作用，使快速旋转的BH在BH周围的原子玻尔轨道上摆脱它们的自旋成为一个大的轴子云。当BH的大小与轴子的康普顿波长相当时，这导致BH的质量与自旋分布的差距。通过测量LIGO观测到的合并物体的自旋和质量，我们可以验证轴子产生的BH分布中间隙的存在和形状。轴子云也可以通过轴子湮灭或能级跃迁辐射的GW来发现。盲目的单色GW搜索可能会发现多达10^5个BH通过轴子湮灭辐射，其频率在2 ma的~3%范围内。轴子转换探测较重的轴子，并可能在未来的GW天文台观察到。合并事件是有针对性的GW搜索的完美候选人。如果最终的BH具有高自旋，SR云可能会生长并从轴子湮灭中发出单色GW。我们可以实时观察SR的演变。
2017-03-02 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Hot and dense quark-gluon plasma thermodynamics from holographic black holes
本文从自下而上的爱因斯坦-麦克斯韦-膨胀子全息模型出发，给出了热稠密强相互作用QCD物质的物态方程和跃迁线的新结果。我们通过实施新的数值方法将全息黑洞解映射到QCD相图上，大大扩展了该模型中重子密度的覆盖范围。我们还能够获得，为第一次，一级相变线在一个广泛的区域的相图。最新的晶格结果的QCD热力学的比较也被提出。
2021-07-14 hep-ph nucl-ex nucl-th
False Vacuum Black Holes and Universes
我们构造了一个黑洞，它的内部是经典场论中的假真空，外部是真真空。从外部看，度规是通常的史瓦西度规，但从内部看，空间是德西特度规，其宇宙学常数由假真空的能量决定。场势的参数可能允许假真空存在的时间超过宇宙的当前年龄。在QCD的背景下，一个潜在相关的有效场论导致史瓦西半径约为200 km。
2000-08-01 gr-qc hep-ph hep-th
Axion Star Nucleation in Dark Minihalos around Primordial Black Holes
我们考虑一类一般的轴子模型，包括QCD和弦轴子，其中PQ对称性在暴胀之前或暴胀期间被破坏。假设轴子是暗物质的主要组成部分，我们讨论了通过引力玻色-爱因斯坦凝聚在原始黑洞周围的维里化暗晕中轴子星的形成。我们确定了在星系形成之前小晕动力学产生轴子星的条件。今天，对于QCD（弦）轴子的情况，我们预计在太阳周围半径为100秒差距的范围内会有多达$\sim 10^{17}$（$\sim 10^9$）的轴子星。
2020-10-18 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Thermal Hadronization, Hawking-Unruh Radiation and Event Horizon in QCD
由于色限制，物理真空形成了夸克和胶子的事件视界;这只能通过量子隧穿穿过，即，通过黑洞的霍金辐射的QCD对应物。由于这种辐射不能将信息传递到外部，它必须是热的，其温度由限制表面处的强力决定，并且它必须保持颜色中性。由此产生的过程提供了一个共同的机制，热强子生产的高能相互作用，从$e^+e^-$湮灭重离子碰撞。与黑洞事件视界的类比表明强子化温度依赖于重子密度。
2007-11-23 hep-ph
The RHIC fireball as a dual black hole
我们认为在RHIC观测到的火球是一个双黑洞（的类似物）。在以前的工作中，我们已经论证了QCD总截面的大$s$行为是由于对偶黑洞的产生，并且在QCD有效场论中它对应于π介子场的非线性孤子。现在我们认为RHIC火球就是这个孤立子。计算了孤子（黑洞）的温度，得到了$T=4a <m_π>/π$，其中$a$为非微扰常数.对于$a=1$，我们得到$175.76 MeV$，相比之下，火球“冻结”的实验值约为$176 MeV$。观测到的火球的$η/ s$接近于$1/4π$的对偶值。火球核心的“彩色玻璃凝聚体”（CGC）状态是π介子场孤子，与黑洞内部对偶。CGC中粒子之间的主要相互作用是库仑势，这是由于短程π介子交换，黑洞内部的引力相互作用的对偶，夸克和胶子的退禁闭。因此，RHIC在某种意义上是一台弦理论的测试机，分析对偶黑洞的形成和衰变，并给出关于黑洞内部的信息。
2006-03-22 hep-ph hep-th
Properties of Infinite Nuclear Medium from QCD Sum Rules and the Neutron Star-Black Hole Mass Gap
研究利用QCD求和规则计算核子介质自能并结合相对论平均场与Einstein方程，预言中子星-黑洞质量谱存在[3.48M⊙,5.47M⊙]质量间隙。
2023-12-08 astro-ph.HE hep-ph nucl-ex
Aspects of QCD Dynamics from String Theory
我们在Anti de Sitter黑洞几何上研究了大N量子色动力学中的超引力问题。我们计算了质量谱、拓扑磁化率和胶子凝聚，并与晶格模拟进行了比较。我们对QCD_3给出了类似的结果。
1999-03-10 hep-lat hep-ph hep-th
Susceptibilities from a black hole engineered EoS with a critical point
目前，在RHIC的束流能量扫描实验中，人们正在努力寻找QCD临界点。在理论方面，格点量子色动力学在$μ_{_B}\!=\!0$的净重子荷的高阶可磁化率的行为可以使我们估计临界点在QCD相图中的位置。然而，即使级数展开继续到高阶，也总是有可能由于截断误差而错过临界点行为。另一种方法是使用一个黑洞工程全息模型，它显示了一个临界点，在大密度和匹配的晶格易磁化率在$μ_{_B}\!=\!0$。利用这个黑洞模型的热力学数据，我们获得了冻结点提取的净质子分布在STAR测量和探索更高阶的波动在最低的能量在束能量扫描调查签名的临界点。
2016-10-31 hep-ph nucl-th
Chiral gap effect in curved space
本文讨论了在弯曲空间中诱导的一种新的QCD现象。在QCD真空中，狄拉克费米子的质量隙归因于手征对称性的自发破缺。当曲率为正大时，手征凝聚体熔化，但仍存在手征不变的质量隙，我们称之为弯曲空间中的手征隙效应。这导致了夸克解除禁闭的退耦，这意味着黑洞被一阶QCD相变包围的观点。
2015-05-29 gr-qc hep-lat hep-ph
Ultralight Axions Versus Primordial Black Holes
我们重新考虑熵的论点，以前一直认为支持的想法，暗物质成分是原始的黑洞与许多太阳质量。最近的研究表明，解决强CP问题的QCD轴子可能在扩展范围$10^{-3}eV > m_a > 10^{-33} eV$内具有质量$m_a$。超轻轴子提供了如此多的自由度，以至于它们的熵可以超过原始黑洞。这表明超轻轴子比原始黑洞更适合成为暗物质的组成部分。
2021-03-02 hep-ph hep-th
