A derivation of the Boltzmann-Vlasov equation from multiple scattering using the Wigner function
从多重散射的考虑出发,推导了玻尔兹曼-弗拉索夫方程。讨论的动机,这是纯粹的教学性质,是目前的兴趣,在严格的场论描述,或在这种情况下,精确的非相对论公式来理解输运方程的起源。
2005-05-02 nucl-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
Higher-order dissipative anisotropic magnetohydrodynamics from the Boltzmann-Vlasov equation
本文将矩方法应用于相对论 Boltzmann-Vlasov 方程推导任意张量秩不可约矩运动方程,通过系统截断与闭合,分别导出了高阶耗散电阻性磁流体力学理论及一种动量各向异性独立于外磁场的新颖耗散电阻性各向异性磁流体力学理论。
2025-01-28 hep-ph nucl-th physics.plasm-ph
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
Formulation of relativistic dissipative fluid dynamics and its applications in heavy-ion collisions
相对论流体动力学在天体物理学、宇宙学和高能重离子碰撞物理学中得到应用。在这篇论文中,我们在相对论动力学理论的框架下,提出了相对论耗散流体动力学的表述。我们采用热力学第二定律以及相对论性玻尔兹曼方程得到的耗散演化方程。我们提出了一个新的推导的耗散流体动力学方程组使用热力学第二定律,其中所有的二阶输运系数得到唯一确定在一个单一的理论框架内。另一种推导的耗散方程,不使用两个主要的近似/假设,即格拉德的14矩近似和二阶矩的玻尔兹曼方程,固有的以色列-斯图尔特理论,也提出。此外,通过迭代求解Boltzmann方程的Chapman-Enskog式展开,我们导出了分布函数的二阶粘性修正的形式。在此基础上,导出了一个新的剪应力张量三阶演化方程。最后,我们推广的碰撞项在玻尔兹曼方程,包括非局部效应。我们发现,二阶耗散方程推导出使用此修改的玻尔兹曼方程包含所有可能的对称性允许的条款。在一维标度展开的情况下,我们证明了这些公式的数值意义上的超相对论重离子碰撞中产生的热和致密的物质的演化。我们还研究了这些新的配方粒子(强子和热双轻子)光谱和飞秒半径的影响。
2014-08-05 hep-ph hep-th nucl-th
Derivation of Covariant Dissipative Fluid Dynamics in the Renormalization-group Method
基于重整化群(RG)方法,从Boltzmann方程出发,系统地、机械地导出了具有耗散效应的广义相对论流体动力学方程.引入了一个宏观标架向量来描述宏观动力学的标架。该方法是机械的,只需要很少的计算量,因此,该方法为现有的流体动力学方程提供了微观基础,也可用于简化简单Boltzmann方程以外的动力学方程。
2006-12-29 cond-mat.stat-mech hep-ph hep-th
Perfect fluidity of a dissipative system: Analytical solution for the Boltzmann equation in $\mathrm{AdS}_{2}\otimes \mathrm{S}_{2}$
在本文中,我们得到的相对论玻尔兹曼方程的弛豫时间近似下,描述了径向膨胀的无质量气体的平衡动力学的解析解。这个解是通过将平坦时空中的膨胀系统映射到弯曲时空$\mathrm{AdS}_{2}\otimes \mathrm{S}_{2}$中的静态流而得到的。我们进一步推导出明确的解析表达式的动量依赖的单粒子分布函数,以及其时刻的空间依赖性。我们发现,这个耗散系统有能力作为一个完美的流体流动,即使它的熵密度不匹配的平衡形式。的非平衡贡献的熵密度示出是由于高阶标量矩(具有没有流体动力学解释)的玻尔兹曼方程,可以保持平衡,但不耦合到系统的能量动量张量。因此,在该系统中,缓慢移动的流体动力学自由度可以表现出真正的完美流动性,同时与导致熵产生的快速移动的非流体动力学微观自由度完全解耦。
2015-12-23 hep-ph hep-th nucl-th
Exploring the applicability of dissipative fluid dynamics to small systems by comparison to the Boltzmann equation
[背景]利用相对论流体动力学定量描述了RHIC-BNL和LHC-CERN重离子实验数据。甚至p+A和p+p碰撞也显示出可以用同样方式描述的集体行为的迹象。然而,小的系统尺寸和大的梯度应变流体动力学方法的适用性的限制。[目的]需要探索流体动力学在描述小系统的集体行为,特别是椭圆流方面的适用范围。[方法]将相对论流体动力学模拟的结果与纵向助推不变图像中的Boltzmann方程的解进行比较。作为初始条件,研究了几种不同的平衡态物质的横向能量密度分布。[结果]虽然能量和粒子密度分布总体上相当一致,但剪切应力张量的分量对实施细节更敏感。最高的灵敏度表现为受冻结时介质性质影响的量。[结论]对于某些量,如剪应力张量,流体动力学和输运理论之间的一致性扩展到Knudsen数和Reynolds数的倒数区域,在这些区域相对论流体动力学被认为是失败的。
2018-04-25 hep-ph nucl-th
Dissipative relativistic fluid dynamics: a new way to derive the equations of motion from kinetic theory
从动力学理论出发,重新推导了耗散相对论性流体动力学的运动方程。与Israel和Stewart的推导相反,他们考虑了Boltzmann方程的二阶矩来获得耗散电流的运动方程,我们直接使用后者的定义。虽然通过这两种方法获得的运动方程在形式上是相同的,但系数是不同的。我们表明,对于一维标度展开,我们的方法是在更好的协议从玻尔兹曼方程得到的解决方案。
2010-04-28 cond-mat.stat-mech hep-ph nucl-th
Third-order relativistic dissipative fluid dynamics from the method of moments
我们从Boltzmann方程出发,利用矩量法导出了一个线性因果稳定的三阶相对论流体动力学理论。为了这个目的,我们证明,这样的理论必须包括新的自由度,对应于秩3和4的不可约张量。在这项工作中推导出的运动方程与数值解的玻尔兹曼方程相比,考虑超相对论,经典气体中的高度对称的Bjorken流的情况。这些解决方案被证明是在很宽的范围内的剪切粘度和初始温度的值是一致的。
2023-02-17 nucl-th physics.flu-dyn
Relativistic hydrodynamics from Boltzmann equation with modified collision term
广义的碰撞项在相对论玻尔兹曼方程,包括非局部效应,并使用Grad的14矩近似的单粒子分布函数,我们推导出相对论耗散流体动力学的演化方程,并比较它们与相应的方程中得到的标准以色列-斯图尔特和相关的方法。在一维标度展开的框架下,证明了这一推广对水动力演化的意义。
2013-03-12 hep-ph nucl-th physics.flu-dyn
Relativistic Dissipative Magnetohydrodynamics from the Boltzmann equation for a two-component gas
本文从玻尔兹曼方程出发,利用矩方法推导了二组分带电粒子流体的相对论耗散磁流体力学方程,发现剪切应力张量分裂为三个非简并分量,且强磁场下出现振荡行为,超越Israel-Stewart理论。
2024-05-22 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Relativistic resistive dissipative magnetohydrodynamics from the relaxation time approximation
在这里,我们推导出相对论电阻耗散二阶磁流体动力学演化方程组使用玻尔兹曼方程,从而扩展了我们的工作,从以前的文件\href{https://link.springer.com/article/10.1007/JHEP03(2021)216}{JHEP 03 (2021) 216},我们考虑了非电阻限制。我们解决了一个质点系和反粒子使用弛豫时间近似和Chapman-Enskog的梯度展开的非平衡分布函数,截断超过二阶的玻尔兹曼方程。在一阶情况下,体应力和剪应力与电磁场无关,而扩散电流则与电场有关。在第一阶中,输运系数(剪切应力和体应力)与电磁场无关。然而,扩散电流显示出对电场的依赖性。在二阶近似下,出现了新的耦合电磁场和耗散量的输运系数,这与在有电磁场存在的情况下用14矩近似~ \cite{Denicol:2019iyh}得到的输运系数不同。我们还发现了在这种情况下导电性的各种成分。
2021-09-24 hep-ph nucl-th physics.flu-dyn
Derivation of second-order relativistic hydrodynamics for reactive multi-component systems
从相对论性Boltzmann方程出发,导出了反应性多组分体系的二阶流体力学方程。在反应体系中,粒子在碰撞过程中,在守恒定律的约束下,可以改变其物种。我们的推导是基于重整化群(RG)的方法,其中玻尔兹曼方程的有组织的微扰方法求解尽可能忠实和可能的长期条款被删除的分布函数的初始值的适当设置。明确给出了反应性多组分体系弛豫时间和弛豫长度的微观公式以及输运系数的微观公式。由这些公式得到的流体动力学方程具有良好的性质,即满足熵产生率的正性和Onsager互等定理,从而保证了本文推导的正确性。
2015-07-17 hep-ph nucl-th physics.flu-dyn
Derivation of transient relativistic fluid dynamics from the Boltzmann equation
在这项工作中,我们提出了一个相对论性流体动力学从玻尔兹曼方程的一般推导使用的矩量法。我们的方法和传统的14矩近似之间的主要区别是,我们不会关闭流体动力学运动方程截断的分布函数的扩展。相反,我们把所有项都保留在矩展开式中。通过识别玻尔兹曼方程的微观时间尺度并仅考虑最慢的时间尺度来减少自由度。此外,运动方程的耗散量截断根据一个系统的克努森和逆雷诺数的功率计数计划。我们的结论是,运动方程可以关闭的只有14个动力学变量,只要我们只保持在Knudsen和/或逆Reynolds数的二阶项。我们表明,即使在这14个领域的运动方程是封闭的,传输系数进行信息的所有时刻的分布函数。这样,我们可以表明,颗粒扩散和剪切粘度系数与Chapman-Enskog展开给出的值一致。
2012-02-21 hep-ph hep-th nucl-th
Holographic derivation of effective action for a dissipative neutral fluid
本文利用施温格-凯尔迪什全息处方,通过求解复化AdS黑膜背景中的双狄利克雷问题并采用部分在壳方案,推导出耗散中性流体的边界有效作用量,成功重现经典流体力学结果。
2025-09-19 hep-ph hep-th nucl-th
Stable First-order Particle-frame Relativistic Hydrodynamics for Dissipative Systems
首次在粒子框架(Eckart框架)中提出了一个稳定的一阶相对论耗散流体动力学方程。这个方程实际上是由作者和一位合作者从相对论性玻尔兹曼方程推导出来的。我们证明了平衡态相对于我们的流体动力学方程在粒子框架中描述的时间演化是稳定的。我们的方程可能是一个适当的起点,为建设二阶因果相对论流体力学,以取代Eckart的粒子流理论。
2008-02-05 hep-ph nucl-th physics.flu-dyn
Derivation of fluid dynamics from kinetic theory with the 14--moment approximation
我们回顾了传统的推导流体动力学方程的动力学理论根据以色列和斯图尔特。我们表明,他们的程序关闭的流体动力学方程的运动是不是唯一的。他们的方法包含两个近似,第一个是所谓的14阶矩近似,用于截断单粒子分布函数。第二个问题是耗散流运动方程的选择。伊斯雷尔和斯图尔特使用了玻尔兹曼方程的二阶矩,但这不是唯一可能的选择。事实上,玻尔兹曼方程有无穷多个矩,可以作为耗散电流的运动方程。所有得到的运动方程都具有相同的形式,但输运系数在每种情况下都不同。
2012-08-08 hep-ph nucl-th physics.flu-dyn
Second order dissipative fluid dynamics from kinetic theory
本文从相对论性Boltzmann方程出发,采用W。Israel和J.M.斯图尔特我们提出了一个框架独立计算的所有第一和第二阶项和它们的系数使用线性碰撞积分。因此,我们恢复了W. Israel和J.M.斯图尔特
2011-01-11 hep-ph nucl-th physics.flu-dyn
Relativistic third-order dissipative fluid dynamics from kinetic theory
本文从动力学理论出发,导出了一个新的三阶流体力学剪应力张量演化方程。采用Chapman-Enskog展开式迭代求解碰撞项为弛豫时间近似的Boltzmann方程,得到非平衡相空间分布函数。随后,推导出了剪应力张量的演化方程,从其动力学定义到三阶梯度。我们量化的意义,新的推导在一维标度展开,并表明,使用三阶粘性方程得到的结果在这里推导的Boltzmann方程的弛豫时间近似的精确解提供了一个很好的近似。我们还表明,使用我们的方程得到的压力各向异性的时间演化是在更好的协议与运输结果相比,现有的三阶计算的基础上的热力学第二定律。
2013-08-20 hep-ph hep-th nucl-th
Derivation of relativistic hydrodynamic equations consistent with relativistic Boltzmann equation by renormalization-group method
我们回顾了我们的工作的应用重整化群方法获得一阶和二阶相对论流体力学的相对论Boltzmann方程(RBE)作为一个动力系统,一些修正和新的未发表的结果。对于一阶方程,我们明确地获得了渐近区域中的分布函数作为动力系统的不变流形,这只不过是定义能量框架的匹配条件,即,兰道-利夫希茨的那个有人认为,框架上的流动的相对论流体动力学方程的定义必须是能量框架,如果动力学应该是一致的基本RBE。文中还给出了二阶水动力方程的推导简图,扩展的热力学,这是通过扩展不变流形,使它是由激发模式以及零模式(流体动力学模式)的线性碰撞算子跨越。在此基础上,我们提出了一种新的梯度矩方法的函数形式的解析式,证明了我们的理论不仅给出了与Chapman-Enskog理论相同的输运系数表达式,而且给出了新的弛豫时间和弛豫长度的表达式.
2012-08-07 hep-ph nucl-th
Third-order dissipative hydrodynamics from the entropy principle
我们回顾了基于熵的三阶流体动力学方程的推导过程,并将它们在一维助推不变几何中的解与部分子级联BAMPS的计算结果进行了比较。我们证明,Grad的近似,这是基础的推导以色列-斯图尔特和三阶方程,描述了横向光谱BAMPS具有高精度。同时,三阶方程的解比Israel-Stewart方程的解更接近BAMPS结果。对一维流体动力学方程的高阶修正引入一个重算格式,证明了当Knudsen数较大时,高阶项的重要性。
2010-04-26 hep-ph nucl-th
Complete relativistic second-order dissipative hydrodynamics from the entropy principle
我们提出了一个新的推导相对论耗散流体动力学方程,它调用热力学第二定律的熵四电流表示的单粒子相空间分布函数从格拉德的14矩近似。这个推导是完整的意义上说,所有的二阶输运系数是唯一确定在一个单一的理论框架。特别是,这消除了长期存在的模糊性,在松弛时间的体积粘度,从而消除了一个不确定性提取的剪切粘度熵密度比从对抗相对论性重离子碰撞中的各向异性流数据。我们发现,在一维标度展开,这些输运系数防止发生空化,即使在格点量子色动力学估计的体积粘度相当大的值。
2013-02-04 hep-ph nucl-th
Microscopic derivation of the Boltzmann equation for transport coefficients of resonating fermions at high temperature
本文从 Kubo 公式出发,通过恢复夹点奇异性导致的同阶高阶逸度贡献,微观推导出线性化 Boltzmann 方程,并计算了任意散射长度下共振费米子的剪切黏度与热导率。
2021-05-24 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech nucl-th
Bifurcations in dissipative fermionic dynamics
玻尔兹曼-朗之万单体模型(Boltzmann-Langevin One-Body Model,BLOB)是一种基于三维玻尔兹曼-朗之万方程解的新的单体输运方法;它用于处理大振幅相空间涨落,并对耗散费米子动力学具有广泛的适用性。研究了费米能级下重离子碰撞动力学轨迹中分叉现象的发生。该模型,适用于在这种碰撞中形成的稀释系统,揭示了更接近观察比以前的尝试,包括在玻尔兹曼理论中的朗之万项。动力学轨迹中的分叉和双峰行为的发生决定了碎片形成机制。特别是,在阈值附近,两个能量上有利的机制之间的波动突出,使得当从相同的入口通道演化时,可以访问各种出口通道。这一描述给出了费米能下抑制重离子碰撞的两种阈值情形的定量指示。第一,中心碰撞中的融合到多重碎片的阈值,在这种情况下,系统要么恢复到紧凑的形状,要么分裂成几个大小相似的碎片。第二,从二元机制到颈部碎裂(一般来说,三元通道)的过渡,在外围碰撞。
2014-02-15 nucl-th
Extended relaxation time approximation and relativistic dissipative hydrodynamics
发展一个新的框架,推导秩序的顺序从玻尔兹曼方程的流体动力学是必要的,因为广泛使用的Anderson-Witting形式主义导致违反基本守恒定律时,弛豫时间取决于粒子能量,或在流体动力学框架以外的朗道框架。通过扩展Anderson-Witting弛豫时间近似,我们推广了一个现有的相对论耗散流体动力学的框架,该框架可以从具有能量依赖弛豫时间的Boltzmann方程中得到一致的相对论耗散流体动力学。我们论证了该框架与守恒律相容,并导出了朗道框架下的一阶流体动力学方程。此外,我们表明,运输系数,如剪切和体积粘度以及电荷和热扩散电流,有修正由于能量依赖的弛豫时间相比,从碰撞项的安德森-威廷近似得到的。这些传输系数的比例进行了研究,使用参数化的弛豫时间,和几个有趣的标度功能的报告。
2022-06-06 hep-ph hep-th nucl-th
Relativistic second-order dissipative spin hydrodynamics from the method of moments
从动力学理论出发,利用矩量法导出了大质量自旋1/2粒子的相对论性二阶耗散流体动力学运动方程。除了通常的电荷、能量和动量守恒定律外,相对论耗散自旋流体动力学理论还具有一个3阶自旋张量的运动方程,该方程由总角动量守恒导出。扩展了传统的自旋为0的粒子的矩量法,我们扩展了自旋相关的分布函数的动量和自旋变量的矩的局部平衡附近。我们工作到普朗克常量$\hbar$的次领先阶。如在以前的工作中所示,在$\hbar$中,在这个顺序下,自旋为1/2的粒子的玻尔兹曼方程具有非局部碰撞项。从玻尔兹曼方程,我们然后得到一个无限的运动方程组的不可约矩的偏差的单粒子分布函数从局部平衡。为了封闭这个力矩方程组,需要一个截断过程。我们采用“14+24矩近似”,其中“14”对应于电荷流和能量动量张量的分量,“24”对应于自旋张量的分量,从而完成了二阶耗散自旋流体力学运动方程的推导。对于重离子现象学的应用,我们还确定耗散校正的保利-鲁班斯基矢量。
2022-10-25 hep-ph hep-th nucl-th
Uniqueness of Landau-Lifshitz Energy Frame in Relativistic Dissipative Hydrodynamics
我们表明,相对论性耗散流体动力学方程从相对论性玻尔兹曼方程的重整化群方法唯一导致的能量框架中提出的朗道和Lifshitz,提供的宏观框架矢量,它定义了当地的静止框架的流体速度,是独立的组成粒子的动量,因为它应该。我们认为,粘性流体的相对论流体动力学方程必须定义在能量框架上,如果它是一致的相对论动力学方程。
2012-06-18 math-ph math.MP nucl-th
Boltzmann-Langevin One-Body dynamics for fermionic systems
在重核耗散碰撞输运模型中引入了费米子系统玻尔兹曼-朗之万方程的完整实现。波动被注入相空间中,而不是像更传统的方法那样,作为适当子空间上的投影。这个模型的优点是特别适合于描述以不稳定性为特征的过程,如热核系统碎片的形成,以及耗散,如核-核碰撞中的透明度。
2013-02-01 nucl-th
Bifurcations in Boltzmann-Langevin One Body dynamics for fermionic systems
我们研究了在费米能量下描述中心核碰撞的动力学轨迹中分叉的发生。的反应动力学的定量描述内得到一个新的传输模型,在三维的Boltzmann-Langevin方程的解决方案的基础上,具有广泛的适用性耗散费米子动力学。在中心碰撞中形成的稀释系统被证明在两种能量上有利的机制之间波动:恢复到紧凑的形状或分解成几个片段。后者的结果可以连接到最近观察到的双峰分布的数量特征的碎裂过程,并可能建议新的调查。
2013-09-04 nucl-th
Lattice Boltzmann simulations of a two-dimensional Fermi gas at unitarity
我们提出了完全非线性耗散流体动力学模拟的囚禁二维费米气体在幺正使用格子玻尔兹曼算法。我们能够模拟非谐波捕获势,温度依赖的粘度,以及离散版本的弹道(非相互作用)的行为。我们的方法适合于直接与实验数据进行比较,开辟了一个精确的确定在酉费米气体的输运系数的可能性。此外,我们预测在四极模式,这应该是实验观察到的非流体动力学组件的存在。
2015-07-21 cond-mat.quant-gas nucl-th