Fermion particle production in semi-classical Boltzmann-Vlasov transport theory
在（1+1）维和（3+1）维量子电动力学中，给出了在增强不变坐标系下，强电场作用下费米子粒子-反粒子产生的半经典Boltzmann-Vlasov方程的数值解.我们比较了玻尔兹曼-弗拉索夫的结果与最近的量子场论计算，发现很好的协议。我们的结论是，将玻尔兹曼-弗拉索夫方法扩展到QCD的情况下，应该允许我们做一个彻底的调查，如何反反应影响最近的结果，夸克和反夸克的横向动量分布的依赖第二色SU（3）的Casimir不变量。
2009-06-12 hep-ph
Comparison of Boltzmann Equations with Quantum Dynamics for Scalar Fields
玻尔兹曼方程常被用来研究粒子反应网络的热演化。最突出的例子是宇宙重子不对称性的计算和相对论性重离子碰撞后夸克-胶子等离子体的演化。然而，玻尔兹曼方程只是量子热化过程的经典近似，而量子热化过程是由所谓的Kadanoff-Baym方程描述的。这就提出了一个问题，玻尔兹曼方程作为完整的卡丹诺夫-贝姆方程的近似值有多可靠。因此，本文在3+1时空维度的纯量Phi ^4量子场论框架下对卡达诺夫-贝姆方程和玻尔兹曼方程进行了详细比较。得到的数值解揭示了两种类型的方程预测的结果显着的差异。除了数量上的差异外，在质量上，Kadanoff-Baym方程所尊重的普遍性在玻尔兹曼方程中受到严重限制。此外，Kadanoff-Baym方程强烈地分离了动力学平衡和化学平衡之间的时间尺度。玻尔兹曼方程不存在这种时间尺度的分离。
2006-06-07 hep-ph nucl-th
On the equivalence between the Boltzmann equation and classical field theory at large occupation numbers
我们考虑一个由中性标量场激发态组成的系统，标量场的相互作用项为λ <$^4。从占据数f大而λf小的系综出发，我们发展了一个经典的场论描述系统向平衡态的演化。玻尔兹曼方程自然出现在这个描述中，我们通过明确的计算表明，碰撞项是相同的，来自弹性散射。这表明了玻尔兹曼方程描述和经典场论描述相同系统的等价性。
2002-12-13 hep-ph
The Boltzmann equation for gluons at early times after a heavy ion collision
本文给出了一个描述迎头碰撞中胶子系统早期演化的玻尔兹曼方程。碰撞项取自胶子-胶子近似. < p_ \perp >使用从McLerran-Venugopalan模型获得的初始条件，将< p_z^2 >和< p_z^2 >作为时间的函数进行评估。
1999-09-15 hep-ph nucl-th
The Boltzmann Equation in Classical and Quantum Field Theory
本文改进了Mueller和Son的处理方法，导出了经典标量场理论的玻尔兹曼方程。这是通过从相应的量子场论出发并采用经典极限，特别强调路径积分和微扰理论来获得的。一个以前被忽视的Van-Vleck行列式被证明可以控制蝌蚪型的自能，这种自能仍然可以出现在经典微扰理论中。文中还对这些近似的有效性和可能的应用作了进一步的评论。
2005-07-18 hep-ph
Perturbative out of equilibrium quantum field theory beyond the gradient approximation and generalized Boltzmann equation
利用闭合时间路径方法，从准粒子图像出发，构造了研究准均匀相对论量子场系统近平衡态和非平衡态准定常系统的微扰框架.我们采用导数展开，并考虑到二阶项，即，比梯度近似高一阶。在构造了自能微扰传播子之后，我们给出了两种相互等价的微扰框架：第一种是基于"裸“数密度函数的微扰框架，第二种是基于”物理“数密度函数的微扰框架.在第二个框架的构建过程中，直接导出了描述系统演化的广义Boltzmann方程。
2003-11-19 hep-ph
Transport coefficients of quasi-particle models within a new relaxation time approximation of the Boltzmann equation
我们研究的动力学理论模型，调整到零化学势的热力学性质的QCD使用一个新的制定的弛豫时间近似的输运性质。与以前的方法相比，后者被构造为保持玻尔兹曼方程的碰撞项的基本属性的任何能量依赖的弛豫时间。匹配条件的一种新的选择实现，以确保背景平均场仅取决于温度，即使当系统是不平衡的。我们提供了一个一致的分析如何相对论Navier-Stokes理论的输运系数随能量的弛豫时间的依赖性而变化。我们还表明，该理论的熵产生是符合热力学第二定律，并验证它是独立的匹配条件。我们利用这一事实来计算匹配的输运系数的独立组合。
2022-08-10 hep-ph hep-th nucl-th
High-temperature QCD and the classical Boltzmann equation in curved spacetime
它已被证明，高温极限的微扰热QCD很容易获得从玻尔兹曼输运方程的“经典”的有色粒子。我们将这种处理推广到弯曲的时空。因此，我们能够构造有效的应力-能量张量。我们给出了一个有效行动的构造。作为玻尔兹曼方法方便的一个例子，我们推导出高温3-引力子函数。我们讨论静态的情况。
1994-11-17 hep-ph hep-th
The Boltzmann Equation in Classical Yang-Mills Theory
我们给出了一个详细的推导玻尔兹曼方程，特别是它的碰撞积分，在经典场论。我们首先进行这一点在标量理论与立方和四次相互作用，随后在杨米尔斯理论。我们的方法是不依赖于加倍的领域，而是它是基于一个图形的方法代表的经典解决方案的问题。
2014-05-12 hep-ph hep-th
Non-resistive dissipative magnetohydrodynamics from the Boltzmann equation in the 14-moment approximation
从Boltzmann方程出发，利用矩量法导出了相对论性、无阻、二阶耗散磁流体力学的运动方程。我们假设流体是由一种单一类型的点状粒子与消失的偶极矩或自旋，使流体具有消失的磁化和极化。在第一近似中，我们假设流体是非电阻性的，这允许根据磁场来表达电场。我们推导出了单粒子分布函数偏离局部热力学平衡的不可约矩的运动方程。我们分析了这些方程的Navier-Stokes极限，再现以前的结果的一阶输运系数的结构。最后，我们截断方程组的不可约的时刻使用14矩近似，推导出相对论，无阻，二阶耗散磁流体动力学的运动方程。我们还给出了新的输运系数出现由于耦合的磁场的耗散量的表达式。
2018-10-14 hep-ph nucl-th physics.flu-dyn
The Boltzmann equation for colourless plasmons in hot QCD plasma. Semiclassical approximation
在半经典近似的框架下，我们导出了描述热QCD等离子体中无色等离子体激元动力学的玻尔兹曼方程。得到了在耦合常数中处于首阶的等离子体-等离子体散射几率。这种概率是规范独立的至少在类的协变和时间的规范。值得注意的是，散射核的结构具有重要的定性差异，从相应的阿贝尔等离子体中，尽管我们的研究重点是无色软激发。结果表明，四等离子体激元衰减被抑制的功率的$g$相对于热粒子的等离子体激元的非线性散射过程中的软动量尺度。据指出，前一个过程变得重要的动量尺度的超软区。
2001-09-26 hep-ph
A new exact solution of the relativistic Boltzmann equation and its hydrodynamic limit
我们提出了一个精确的解决方案的相对论玻尔兹曼方程的系统经历助推不变的纵向和方位对称的横向流动（“Gubser流”）。由此产生的精确的非平衡动力学相比，第一和第二阶相对论流体动力学近似的各种剪切粘度熵密度比。这种新的解决方案可以用来测试不同的流体动力学近似的有效性和准确性在类似的条件下产生的相对论性重离子碰撞。
2014-10-29 cond-mat.stat-mech hep-ph hep-th
Classical Boltzmann equation and high-temperature QED
热场论和玻尔兹曼输运方程之间的等价性研究在更高的订单在量子电动力学的背景下。我们比较了从无碰撞输运方程的单回路热格林函数的高温极限的贡献。我们的方法采用的热格林函数的前向散射振幅方面的表示。这些振幅的一般结构清楚地表明，量子电动力学的领先高温极限所描述的物理可以从玻尔兹曼输运方程得到。我们还提出了一些明确的例子，这个有趣的等价。
2015-02-28 hep-ph hep-th
Relativistic dissipative hydrodynamics from kinetic theory with relaxation time approximation
本文从碰撞项采用弛豫时间近似的Boltzmann方程出发，对接近平衡态的分布函数采用Chapman-Enskog展开式，直接从耗散量的定义出发，导出了耗散量的流体动力学演化方程。虽然方程的形式与传统的Israel-Stewart方法采用Grad的14阶矩近似和Boltzmann方程的二阶矩得到的方程相同，但得到的系数不同。在一维标度展开的情况下，我们证明了我们的结果与Boltzmann方程的数值解相比，Israel-Stewart的结果更好地符合。我们还表明，包括近似高阶修正粘性演化显着提高了这种协议，从而证明了弛豫时间近似的碰撞项。
2013-05-14 hep-ph hep-th nucl-th
Multicomponent relativistic dissipative fluid dynamics from the Boltzmann equation
我们推导出多组分相对论二阶耗散流体动力学从玻尔兹曼方程的反应混合物的$N_{\text{spec}}$粒子物种与$N_q$固有的量子数（例如，电荷，重子数，和奇异性）使用的矩量法。在单流体近似下，我们得到了多个守恒电荷的连续性方程以及总能量和动量的守恒方程。这些$4+N_q$守恒定律是封闭的推导二阶运动方程的耗散量的$(10+4N_q)$矩近似。由此产生的流体动力学方程在形式上类似于单组分系统，但具有不同的热力学关系和输运系数。我们推导出所有的输运系数的一般关系，并计算它们明确的超相对论极限。
2022-07-13 hep-ph nucl-th physics.flu-dyn
Comparison of Boltzmann Kinetics with Quantum Dynamics for a Chiral Yukawa Model Far From Equilibrium
在粒子物理学中，玻尔兹曼方程常用来描述多体系统的非平衡态时间演化。其中比较突出的例子是宇宙重子不对称性的计算和相对论性重离子碰撞后夸克-胶子等离子体的演化。然而，玻尔兹曼方程只是量子热化过程的经典近似，这是由所谓的Kadanoff-Baym方程描述的。这就提出了一个问题，玻尔兹曼方程作为完整的卡丹诺夫-贝姆方程的近似有多可靠。因此，我们在这篇文章中，玻尔兹曼和Kadanoff-Baym方程的手征不变汤川型量子场论，包括费米子和标量的框架进行了详细的比较。所得数值结果表明，这两种类型的方程之间的显着差异。除了数量上的差异，在质的层面上，Kadanoff-Baym方程所尊重的晚期普遍性在玻尔兹曼方程中受到严重限制。此外，Kadanoff-Baym方程有力地分离了动力学平衡和化学平衡之间的时间尺度。与此相反，标准玻尔兹曼方程不能描述量子化学平衡的过程，因此也不能描述上述时间尺度的分离。
2007-10-16 hep-ph
Fermion propagator in out of equilibrium quantum-field system and the Boltzmann equation
我们的目标是从第一性原理构建一个微扰框架，用于研究包含无质量狄拉克费米子的非平衡量子场系统。我们所研究的系统是近平衡态的准均匀系统或非平衡态的准平稳系统。我们采用封闭的时间路径形式主义，并使用所谓的梯度近似。基本上没有引入进一步的近似。我们构造了一个费米子传播子，并由此建立了一个定义明确的微扰框架。在框架的构建过程中，我们得到了描述（反）费米子准粒子数密度函数演化的广义玻尔兹曼方程。
2001-11-15 hep-ph hep-th
Further studies on relic neutrino asymmetry generation I: the adiabatic Boltzmann limit, non-adiabatic evolution, and the classical harmonic oscillator analogue of the quantum kinetic equations
我们证明了从量子动力学方程（QKEs）导出的遗迹中微子不对称演化方程在绝热极限下与足够的阻尼一起降低到仅依赖于瞬时中微子数密度的玻尔兹曼极限。原始的绝热近似的物理和/或几何的解释，这是一个方便的视觉援助，以了解鲜明对比的共振行为所表现出的中微子系综在相反的碰撞制度。我们还提出了一个经典的模拟$ν_α$和$ν_s$数密度的差异的演变，在玻尔兹曼极限，是类似于通用反应$A \rightleftharpoons B$的行为，具有相等的正向和反向反应速率常数。本文首次提出了中微子系综的一个新的特征量--物质和碰撞影响的混合角。碰撞的作用是双重的：（i）消除固有的振荡，和（ii）平衡的$ν_α$和$ν_s$数密度在长期运行。非绝热演化及其可能与轻子数产生中的快速振荡的关系的研究也具有特色，并引入了用于碰撞影响振荡的绝热性参数。
2000-08-15 hep-ph
Generalized Boltzmann formalism for oscillating neutrinos
在核心坍缩超新星模拟中中微子输运的标准方法中，人们通常会从经典的玻尔兹曼方程开始中微子的空间，时间和光谱演化。对于每一种中微子及其反粒子，相空间中的经典密度或相关的比强度将作为时间的函数计算。中微子辐射通过输运方程“右侧”的源项和汇项耦合到物质上，并与流体力学方程一起，这组经典密度的耦合偏微分方程在原则上描述了核心坍缩和爆炸的演变。然而，由于物种之间存在中微子振荡的可能性，这是一种纯粹的量子物理效应，如何将这组经典量的玻尔兹曼方程推广到反映振荡物理还不清楚。到目前为止，开发的形式主义保留了量子算符物理学的特征，涉及复杂的数量，并不适合容易纳入标准超新星代码。在本文中，我们推导出广义玻尔兹曼方程的准经典，实值相空间密度，保留所有的标准振荡现象，包括共振味转换（MSW效应），中微子的自相互作用，以及退相干物质耦合和味振荡之间的相互作用。有了这种形式，任何能够处理经典玻尔兹曼方程或输运方程的解的代码都可以很容易地推广到以量子物理一致的方式包括中微子振荡。
2005-05-09 astro-ph cond-mat.stat-mech hep-ph
Relativistic Entropy and Related Boltzmann Kinetics
在经典Boltzmman方程的碰撞积分中，两粒子关联函数的特殊形式唯一地确定了系统的熵，即Boltzmann-Gibbs-Shannon熵。在普通的相对论性玻尔兹曼方程中，通常进行一些标准的推广，关于它的经典版本，由狭义相对论强加的。这个方程的唯一组成部分是两粒子的关联函数，它默认地保持着它原来的经典形式，而这个事实也迫使相对论动力学也受玻尔兹曼-吉布斯-香农熵的支配。事实上，普通的相对论性玻尔兹曼方程承认指数Juttner分布是平稳的稳定分布。在这里，我们表明，狭义相对论定律和最大熵原理，建议一个相对论的推广也两个粒子的关联函数，然后熵。这样得到的，完全相对论性玻尔兹曼方程，遵守H-定理，并预测一个平稳的稳定分布，呈现幂律尾在高能量区。随后的相对论动力学理论保留了经典动力学的主要特征，在$c \to \infty$极限恢复。
2009-05-26 cond-mat.stat-mech hep-ph hep-th
Out of equilibrium O (N) linear-sigma system - Construction of perturbation theory with gap- and Boltzmann-equations
我们从第一性原理建立了一个微扰框架，使我们能够计算的过程发生在非平衡$O (N)$线性西格玛系统的断相反应速率。我们所研究的系统是近平衡态的准均匀系统或非平衡态的准平稳系统。我们采用封闭的时间路径形式主义，并使用所谓的梯度近似。没有引入进一步的近似。在框架的构建过程中，我们得到了决定$π$和$σ$有效质量的能隙方程，以及描述$π$和$σ$数密度函数演化的广义Boltzmann方程。
2000-07-05 hep-ph hep-th
Asymptotic analysis of the Boltzmann equation for dark matter relic abundance
用匹配渐近近似法构造了控制冷暗物质热遗迹丰度的玻尔兹曼方程的解。残余密度的近似值是一个渐近级数有效的丰度不偏离其平衡值，直到小的温度显着。共振和阈值效应被考虑在领先的顺序和发现是可以忽略不计的，除非湮灭截面是可以忽略不计的阈值。比较以前尝试的建设和冻结近似常用的文献。高阶匹配的扩展进行了概述，并讨论了解决相关系统的影响。我们将我们的结果与使用基准模型的遗迹丰度的数值测定进行比较，发现了惊人的一致性。开发的方法也作为一个解决方案，包含一个无限阶的转折点的广泛的一类问题。
2020-09-08 hep-ph hep-th
Nonlinear dynamics from the relativistic Boltzmann equation in the Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker spacetime
研究了在空间平坦的Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker（FLRW）宇宙中膨胀的等截面无质量气体的耗散动力学.求解完全非线性相对论性玻尔兹曼方程的数学问题被改写成一组无限的非线性常微分方程的单粒子分布函数的时刻。动量空间分辨率由包含在动量层次中的非流体动力学模式的数量确定，即，的截断顺序。我们表明，在FLRW时空的非流体动力学模式完全解耦的流体动力学自由度。这导致系统作为理想流体流动，同时产生熵。非线性玻尔兹曼方程的解表现出非平凡动量依赖的分布函数的瞬态尾部。这个尾巴的演变是不正确的捕获的弛豫时间近似，也不是由线性化玻尔兹曼方程。然而，后者探测额外的高动量细节未解决的弛豫时间近似。虽然FLRW时空的膨胀足够慢，可以让系统接近（而不是远离）局部热平衡，但它还不够慢，无法让系统真正达到完全的局部平衡。平衡是最快的弛豫时间近似，其次，反过来，由动力学演化与线性化和完全非线性玻尔兹曼碰撞项。
2016-12-12 cond-mat.stat-mech gr-qc hep-ph
The Boltzmann Equation from Quantum Field Theory
我们从第一性原理表明经典玻尔兹曼方程的出现，从相对论非平衡量子场论所描述的Kadanoff-Baym方程。我们的方法适用于一个通用的量子场，耦合到收集的背景场和源，在一个均匀和各向同性的时空。分析是基于完整的Kadanoff-Baym方程的解析解，使用WKB近似。这与以前的动力学方程推导相反，以前的动力学方程推导依赖于类似的物理假设，但从动量空间中的梯度展开获得近似的运动方程。我们表明，系统遵循广义玻尔兹曼方程时，WKB近似举行。广义玻尔兹曼方程，其中包括离壳输运，是有效的远离平衡和时间依赖的背景下，如膨胀的宇宙。
2012-12-11 astro-ph.CO cond-mat.stat-mech hep-ph
Gauge-boson propagator in out of equilibrium quantum-field system and the Boltzmann equation
从第一性原理出发，我们构造了一个微扰框架来研究包含规范玻色子的非平衡量子场系统。我们所研究的系统是近平衡态的准均匀系统或非平衡态的准平稳系统。我们采用封闭的时间路径形式主义，并使用所谓的梯度近似。没有引入进一步的近似。我们构造了一个规范玻色子传播子，并由此建立了一个定义明确的微扰框架。在框架的构建过程中，我们得到了描述规范玻色子准粒子数密度函数演化的广义玻尔兹曼方程。该框架允许我们计算系统中发生的任何过程的反应速率。各种过程，反过来，导致系统的演变，这是描述的GBE。
2001-01-25 hep-ph hep-th
