Generating spin polarization from vorticity through nonlocal collisions
利用自旋为1/2的大质量粒子的维格纳函数的运动方程，导出了玻尔兹曼方程中的碰撞项。在$\hbar$的次低阶，它包含一个非定域贡献，负责轨道到自旋角动量的转换。在适当选择的赝规范中，能量-动量张量的反对称部分完全来自于这种非定域贡献。我们表明，碰撞项消失，只有在全球平衡和自旋势，然后等于热涡。在非相对论极限下，能量-动量和自旋张量的运动方程简化为微极流体流体动力学的众所周知的形式。
2021-06-18 hep-ph nucl-th
Thermodynamic versus kinetic approach to polarization-vorticity coupling
我们严格比较热力学和动力学的方法，最近已被用来研究自旋极化和流体涡度的自旋半粒子组成的系统之间的关系。热力学方法是指全球热平衡与刚性旋转的一般性质，并证明了自旋极化和热涡张量是相等的。另一方面，动力学方法使用维格纳函数及其半经典展开的概念。在迄今为止所做的大部分工作中，维格纳函数满足碰撞项为零的动力学方程。我们表明，这种假设限制了这种框架的适用性显着，在文献中发现的许多索赔，不允许得出任何结论之间的关系的热涡度和自旋极化张量，除了事实上，这两个应该是恒定的全球平衡。我们进一步展示了如何使用包括自旋自由度的动力学理论方程来制定自旋粒子的流体动力学框架。我们分别从de~Groot，van~Leeuwen和van~Weert的公式和正则形式主义出发定义流体动力学方程。在前一种情况下，能量-动量张量是对称的，自旋张量是守恒的，而在后一种情况下，能量-动量张量是不对称的，自旋张量是不守恒的。然而，在这两种情况下，总角动量总是守恒的。有趣的是，这两种方法是由伪规范变换，我们明确定义。
2018-08-23 hep-ph nucl-th
Vorticity and Spin Polarization in Heavy Ion Collisions: Transport Models
重离子碰撞在产生的热夸克-胶子物质中产生强烈的流体涡旋，这反过来又会引起强子的可测量的自旋极化。本文综述了近年来用输运模型研究重离子碰撞中涡旋形成和自旋极化的进展。本文介绍了非相对论和相对论流体力学中的流体涡，并讨论了重离子碰撞中形成的涡的各种性质。我们讨论了自旋极化的涡旋流体中使用的维格纳函数形式主义，我们推导出的自旋极化的冻结公式。最后，我们给出了一个简要的概述最近的理论结果的整体和局部的$Λ$和$\barΛ$超子的自旋极化。
2021-08-02 hep-ph nucl-ex nucl-th
Corrections from space-time dependent electromagnetic fields to Wigner functions and spin polarization
本文推导了常涡度与时空依赖电磁场下精确到二阶的全局平衡 Wigner 方程，获得了电荷流、能量-动量张量及自旋极化赝矢量的新修正，并发现时空依赖电磁场对全局平衡解施加了更严格约束。
2024-09-23 hep-ph hep-th nucl-th
Berry curvature and 4-dimensional monopole in relativistic chiral kinetic equation
本文从自旋为1/2的无质量费米子在恒定背景电磁场中的维格纳函数出发，导出了具有明显洛伦兹协变性的相对论手征动力学方程。它包含涡度项和一个四维Euclidean Berry项，它给出轴向异常。通过积分出第零分量的4-动量p，我们再现了以前的三维结果来自哈密顿方法，连同新导出的涡度项。相空间连续性方程具有与电场和磁场的乘积（$F\tilde{F} \sim E.B$）成比例的异常源项。这提供了一个统一的解释的手征磁场和涡旋效应，手征异常，Berry曲率，和Berry的维格纳函数的框架。
2013-06-04 hep-ph hep-th nucl-th
Relativistic Quantum Kinetic Theory for Massive Fermions and Spin Effects
我们提出了完整的一阶相对论量子动力学理论的自旋质量费米子从Wigner函数形式主义在一个简洁的形式，明确地显示了如何减少到4个独立的Wigner方程。我们解决修改后的壳条件，以获得一般的解决方案，并提出相应的输运方程在三种不同的形式，适合于不同的目的。通过计算质量修正的手征分离效应、轴向电流的手征反常以及由涡旋和磁场引起的量子磁矩密度，我们证明了不同的自旋效应是如何从动力学理论中产生的。我们还展示了如何产生由于自旋涡度耦合的全局极化效应。该理论体系可作为研究相对论费米子系统中不同自旋效应的实用理论框架，适用于重离子物理、天体粒子物理和凝聚态物理等不同领域。
2019-02-26 hep-ph hep-th nucl-th
Side-Jump Induced Spin-Orbit Interaction of Chiral Fluids from Kinetic Theory
本文应用Wigner函数方法和手征动力学理论研究了由Weyl费米子组成的手征流体在背景电场/磁场和涡旋作用下的角动量和极化。结果表明，Wigner函数中的量子修正引起了正则能量动量张量中的非零反对称分量，这些分量是自旋轨道相互作用的原因.在全局平衡中，正则角动量守恒揭示了在轴向化学势存在下，来自非零涡度侧跳的轨道分量与自旋分量之间的抵消。我们进一步分析了局部平衡点附近的守恒律。事实证明，正则角动量不再是保守的，即使在没有背景场，由于存在的本地扭矩来自自旋轨道相互作用，涉及温度/化学-电势梯度，这是隐含的碰撞导致。
2018-10-17 cond-mat.mes-hall hep-th nucl-th
An improved formula for Wigner function and spin polarization in a decoupling relativistic fluid at local thermodynamic equilibrium
Università degli studi di Firenze（佛罗伦萨大学）；INFN Sezione di Firenze（意大利国家核物理研究所佛罗伦萨分部）
本文提出改进的威金函数和自旋极化公式，用于描述局部热力学平衡下相对论流体的去耦过程，并扩展到任意自旋粒子。
2026-07-28 hep-ph hep-th nucl-th
Hydrodynamic modes in a magnetized chiral plasma with vorticity
利用弛豫时间近似下手征动力学理论的协变形式，导出了具有背景电磁场的带电手征等离子体的一阶耗散流体力学方程.我们确定了整体平衡态的旋转手征等离子体被限制在一个圆柱形区域与现实的边界条件。然后，利用线性化的流体力学方程组，辅以麦克斯韦方程组，研究了高温高密度下磁化旋转手征等离子体的流体力学模式。我们发现，在这两个政权，动态电磁传播模式的频谱有深远的影响。特别是，在高温下只有声波和阿尔文波，而在高密度下只有等离子体和螺旋子。我们还表明，手征磁波普遍过阻尼，因为在等离子体中的高电导率，导致有效的电荷波动的屏蔽。对主要结果的物理意义进行了简要的讨论。
2019-02-05 hep-ph hep-th nucl-th
Derivation of the nonlocal collision term in the relativistic Boltzmann equation for massive spin-1/2 particles from quantum field theory
利用Wigner函数形式和$\hbar$的幂展开，我们导出了大质量自旋1/2粒子的玻尔兹曼方程和碰撞核.相空间被扩大以包括与自旋自由度相关的变量。这允许将维格纳函数的独立分量的输运方程减少到一个标量方程。对于$\hbar$中的次前导序列，我们发现碰撞核既包含局部项又包含非局部项。我们表明，离壳贡献取消玻尔兹曼方程。我们的框架可以用来研究最近在重离子碰撞和凝聚态系统中观察到的涡度引起的自旋极化现象。
2021-07-18 hep-ph nucl-th
From Kadanoff--Baym to Boltzmann equations for massive spin-1/2 fermions
我们从Schwinger-Keldysh形式主义的Kadanoff-Baym方程中推导出具有局部和非局部碰撞项的大质量自旋1/2费米子的Boltzmann方程，适当地考虑了自旋自由度。玻尔兹曼方程用矩阵值自旋分布函数表示，这是维格纳函数准经典部分的基石。非局域碰撞项出现在$\hbar$中的下一个前导顺序，并且是矩阵值自旋分布函数的偏振部分的源。矩阵值自旋分布函数的玻尔兹曼方程为从第一性原理模拟涉及自旋-涡度耦合的自旋输运过程铺平了道路。
2021-03-19 nucl-th
Relativistic Hydrodynamic Fluctuations
我们提出了一个一般系统的形式主义描述动态的波动在任意相对论流体动力学流，包括他们的反馈（称为长时间的流体动力学尾巴）。波动由两点等时关联函数描述。我们引入了一个定义的等时间的情况下，当地的休息帧是由当地的流速，并采取导数和维格纳变换等时间的关联函数，我们称之为合流的方法。我们发现，汇合维格纳函数的方程不仅类似于动力学方程，但声子在任意背景上传播的动力学方程nontrivially匹配维格纳函数的方程，包括相对论惯性和科里奥利力由于加速度和涡度的流动。我们还描述了重整化的短距离奇点，消除了截止依赖的程序，允许有效的数值实现这些方程。
2019-03-29 cond-mat.stat-mech hep-ph hep-th
Parity violating quantum kinetic theory in (2+1)-dimensions
我们研究（2+1）维费米子系统的动力学理论，特别强调与费米子质量相关的宇称违反性质。Wigner函数方法用于推导流体动力学输运系数的第一空间导数阶。作为第一次尝试，费米子之间的碰撞被忽略。由此产生的系统是无耗散的。宇称破缺的霍尔电导率与单圈时的量子场论结果具有相同的温度和化学势依赖性。涡度相关的输运性质，这是没有考虑过的，也自然出现在这种方法。
2013-06-03 hep-ph nucl-th
Improved quark coalescence model for spin alignment and polarization of hadrons
利用相空间相关的自旋密度矩阵，提出了一个改进的夸克并合模型。自旋密度矩阵由Wigner函数定义。在该模型中，我们提出了对静态极限下矢量介子$ϕ$和$K^{*0}$（包括$\bar{K}^{*0}$）自旋排列的理解：$ϕ$介子的$ρ_{00}$与1/3的大的正偏差可能来自矢量$ϕ$场的电部分，而$K^{*0}$介子的$ρ_{00}$的负偏差可能来自涡度张量场的电部分.对于$K^{*0}$介子，这种对$ρ_{00}$的负贡献与对于$ϕ$介子的同样贡献（后者不太重要）相比，被放大了一个因子，即奇异夸克与轻夸克的质量比乘以$K^{*0}$与$ϕ$波函数上的$\left\langle \mathbf{p}_{b}^{2}\right\rangle $之比（$\mathbf{p}_{b}$是$K^{*0}$和$ϕ$两个组分夸克的相对动量）。这些结果需要通过对重离子碰撞中涡度张量场和矢量介子场的详细而全面的模拟来检验。
2020-09-08 hep-ph nucl-th
Electric and magnetic conductivities in magnetized fermion systems
本文在弛豫时间近似的Wigner函数方法下，解析和数值计算了强磁场中费米子系统的电导率和磁导率，给出了纵向、横向Ohm电导率及Hall电导率随时间的演化行为。
2023-04-02 hep-th nucl-th
Spin polarization induced by the hydrodynamic gradients
系统地分析了流体动力场的导数对描述相空间自旋极化矢量的轴向维格纳函数的影响。我们已经包括了所有可能的一阶导数的贡献，允许的对称性和计算相关的传输函数在一个循环使用的线性响应理论。除了再现已知的温度梯度和涡量的影响，我们已经确定了一些潜在的重要贡献，以前被忽视。特别是，我们发现，剪切强度，对称的和无痕的流动梯度的一部分，将诱导自旋极化在相空间中的四极。我们称这种新的效应为剪切诱导极化（SIP）。我们的研究结果，以及流体动力学模拟得到的流体动力学梯度，可以作为解释重离子碰撞中的$Λ$（反$Λ$）自旋极化测量的基础。
2021-08-02 hep-ph nucl-th
Some Features of Semiclassical Chiral Transport in Rotating Frames
在电磁场和涡量存在下的半经典手征动力学理论可以通过一些不同的相对论或非相对论方法来构建。为了涵盖旋转坐标系的非惯性特征，我们可以从闵可夫斯基时空中维格纳函数的修正量子动力学方程出发。它提供了一个相对论手性输运方程，其非相对论极限产生了一个一致的三维动力学理论，它不显着依赖于空间坐标。近年来，人们提出了弯曲时空中的手征输运方程，并在没有电磁场的情况下，考虑了它在旋转坐标系中的非相对论极限。我们表明，修改后的理论可以扩展到弯曲的时空。推导了旋转坐标系下惯性观测器的粒子流密度和手征输运方程。通过考察旋转坐标系下弯曲时空方法在电磁场存在下对随动观测者的非相对论性限制，建立了一个新的三维手征动力学输运方程.它明显依赖于空间坐标。我们证明了它与手征反常、手征磁效应和手征涡旋效应是一致的。
2019-08-15 hep-ph hep-th nucl-th
Magneto-vortical effect in strongly coupled plasma
基于一个包含手征反常和引力反常的全息模型，研究了磁涡耦合对强耦合等离子体输运性质的影响。目前的工作重点是在磁化等离子体中的矢量电荷密度和轴向电流的产生，作为对涡的响应。传输系数参数化的矢量电荷密度和轴向电流计算分析（在弱磁场限制），也数值（一般值的磁场）。我们发现矢量荷的产生同时受到非反常和反常两种贡献，其中非反常贡献在强磁场极限下占主导地位，而反常贡献对手征反常和引力反常都很敏感.相反，我们发现轴向电流完全是由引力异常引起的，因此我们将轴向电流的产生解释为手征涡旋效应。相应的手征涡旋电导率被发现被抑制的磁场。根据Onsager关系，这些输运系数负责由于横向电场或横向轴向磁场而产生的热电流，我们分别称之为热霍尔效应和热轴向磁效应。
2019-12-24 hep-ph hep-th nucl-th
