Probing vortical structures in heavy-ion collisions at RHIC-BES energies through helicity polarization
本文利用CLVisc流体力学与SMASH初始条件研究RHIC-BES能区Λ超子螺旋度极化，发现中低能下动涡量贡献主导，为实验探测局域涡旋精细结构提供理论预测。
2023-04-18 hep-ph nucl-th
Hyperon Polarization from the Vortical Fluid in Low Energy Nuclear Collisions
针对重离子碰撞中最强涡旋流体对应的束流能量问题，研究超子整体极化的束流能量依赖性，发现27GeV到3GeV间极化非单调变化，峰值在√s_NN=7.7GeV处，预言该能区产生最强涡旋流体待实验验证。
2024-06-20 hep-ph nucl-ex nucl-th
Zilch Vortical Effect for Fermions
我们认为最近在文献中讨论的零电流概念是光子的替代螺旋度度量。发展这一思想，我们建议把零推广到费米子系统。本文从手征动力学框架下光子零电流的定义出发，利用维格纳函数形式给出了费米零电流的场论定义。该物体具有与光子零相似的性质，并且在非相互作用理论中是守恒的。我们还表明，在完全类似的情况下，光子，费米子zilch获得一个非平凡的贡献，由于介质旋转zilch涡旋效应（ZVE）的费米子。结合先前研究的光子ZVE，这些结果形成了一组更广泛的手性效应参数化的粒子的自旋和自旋的电流。我们简要地讨论了ZVE的起源，其可能的关系，在底层的微观理论和可能的应用研究的手征介质中的自旋极化的异常。
2020-11-18 hep-ph hep-th nucl-th
Chiral vortical effect in pionic superfluid vs spin alignment of baryons
我们认为手征流体，（几乎）无质量的费米子成分，在禁闭相。手征涡旋效应（CVE）是指轴向电流沿流体旋转轴的流动，而自旋排列是指重子极化与旋转轴之间的非零关联。作为理论框架，我们使用的非零同位素化学势诱导的介子超流模型。我们注意到，虚重子自旋的平均值再现了CVE。缺陷或涡流的作用至关重要。该模型并不直接适用于夸克-胶子等离子体，但可能表明在重离子碰撞中存在一种产生具有相对较大极化的重子的机制。
2017-05-03 hep-ph hep-th nucl-th
Vortical effects in Dirac fluids with vector, chiral and helical charges
自由无质量狄拉克费米子的螺旋度在经典运动方程的水平上是一个守恒的、洛伦兹不变的量。对于由粒子和反粒子组成的一般系综，螺旋电荷和手征电荷是不同的守恒量。螺旋度流可以用螺旋度流来模拟，在没有相互作用的情况下，螺旋度流也是守恒的。与产生轴向（手征）电流的轴向涡旋效应类似，螺旋电流是由有限温度介质中的涡旋引起的，通过螺旋涡旋效应，矢量（电）电荷不平衡，导致新的非耗散输运现象。这些现象导致了一种新的流体动力学激励--螺旋涡波的出现。我们的研究结果表明，存在一种新的三角形异常的QED涉及螺旋度流除了标准的矢量和轴向电流。进一步利用守恒的螺旋电流，我们表明，一个有限的螺旋化学势可以用来计算热力学合奏费米子类似，但独立的矢量电荷和手性。我们推导了费米子在有限矢量、轴向和螺旋化学势下的压强$P$，并表明异常输运中出现的各种量，包括各种涡旋和圆形电导率以及剪切应力系数，可以通过对$P$相对于适当的化学势进行微分而得到。最后，我们计算了交叉点以上夸克-胶子等离子体中的螺旋度弛豫时间，并表明它与轴向电荷的弛豫时间相似。
2023-03-21 cond-mat.mes-hall hep-th nucl-th
Vortical fluid and $Λ$ spin correlations in high-energy heavy-ion collisions
由于自旋-涡度耦合，费米子在涡旋流体中变得极化。在量子动力学理论中，自旋极化密度与梯度展开的次领先阶的局部流体涡度成比例。因此，两个$Λ$超子的自旋关联可以揭示高能重离子碰撞中致密物质的涡旋结构。本文采用多相输运（AMPT）模型中的逐事件脉动初始条件的（3+1）维粘性流体动力学模型，计算了涡量分布和$Λ$自旋关联。横向自旋的方位角相关性被示出为具有余弦形式加上由于围绕束方向和全局自旋极化的横向涡度的圆形结构的偏移。纵向自旋关联表明，由于径向热点的对流，在横向平面上存在涡旋配对结构。研究了碰撞能量、快度、中心性和剪切粘度敏感性对系统的影响。
2016-05-13 hep-ph nucl-ex nucl-th
Medium Correction to Gravitational Form Factors
推广了真空中手征费米子的引力形状因子，再现了自旋-涡度耦合。我们还计算了量子电动力学等离子体中引力形状因子的辐射修正。我们发现在对涡旋场中费米子散射振幅有贡献的形状因子中有两种结构，一种是来自费米子自能修正，指向介质中自旋-涡旋耦合的抑制;另一种是来自引力子-费米子顶点修正，不采用势解释，对应初终态之间的跃迁矩阵元。这两种结构都有助于轴向手征涡效应。净效应是辐射校正增强了轴向手征涡旋效应。我们的结果从形状因子的角度阐明了旋涡耦合与轴向手征涡效应之间的联系和区别。我们还讨论了结果在量子色动力学等离子体中的应用，指出辐射修正对重离子碰撞中的自旋极化效应可能有明显的影响。
2023-02-24 hep-ph nucl-th
Vorticity and Particle Polarization in Relativistic Heavy-Ion Collisions
本文综述了在重离子碰撞中，特别是在3FD模型下，$Λ$和$\barΛ$超子的涡旋运动和由此产生的全局极化的研究。给出了FAIR-NICA能区中快度极化的3FD预测。3FD模拟结果表明，中快度区超子整体极化的能量依赖性是中心区涡度减小，碰撞能量增加的结果，这是由于涡度场被推向碎裂区。在高碰撞能量下，这种推出导致由两个涡环组成的奇特的涡旋结构：一个环在目标碎裂区域中，另一个环在抛射体碎裂区域中，在这两个环中物质旋转相反。
2019-10-03 hep-ph nucl-th
Vorticity and Spin Polarization --- A Theoretical Perspective
本文从理论上对重离子碰撞中的涡度和自旋极化进行了讨论。讨论了自旋流体力学和自旋动力学理论的最新进展。我们还讨论了涡度引起的其他效应，包括手征涡效应和旋转诱导的相变。
2020-02-18 hep-ph nucl-ex nucl-th
Thermal vorticity and spin polarization in heavy-ion collisions
在重离子碰撞中产生的热而致密的物质包含着复杂的涡旋结构，其中的局部流体涡度可以非常大。这样的涡旋可以使产生的粒子的自旋变小。我们研究了在$\sqrt{s}=7.7-200$ GeV能区Au + Au碰撞中所谓热涡的逐事件产生，并计算了它的时间演化、空间分布等。多相输运（AMPT）模型。然后，我们计算的$Λ$和$\barΛ$超子的自旋极化的$\sqrt{s}$，横向动量$p_T$，快度和方位角的函数。此外，我们研究的谐波流的自旋，以类似的方式的谐波流的粒子数。自旋谐波流的测量为研究重离子碰撞中的涡旋结构提供了一种新的途径。我们还讨论了$Ξ^0$和$Ω^-$超子的自旋极化，为强子的自旋极化机制提供了进一步的信息.
2019-01-19 hep-ph nucl-ex nucl-th
Local spin polarizations in relativistic heavy ion collisions
基于无质量手征费米子的广义侧跳形式，考虑了两个手征费米子散射中的自旋轨道耦合和旋转手征费米子物质中的手征涡旋效应，建立了一个协变和总角动量守恒的手征输运模型，研究了这种物质的全局和局部极化.对于盒子中自旋取向随机、涡度有限的无质量夸克系统，我们证明了该模型能精确地保持系统的总角动量守恒，并能动态地产生夸克自旋极化，这是热平衡夸克物质所期望的。利用该模型研究了相对论性重离子碰撞中的自旋极化，发现局域夸克自旋极化强烈地依赖于参考系，在参考系中，它们是由手征涡旋效应引起的非平凡轴向电荷分布的结果。我们进一步证明，由于夸克自旋极化的反常轨道或侧跳贡献，在介质静止坐标系下计算的局域夸克极化与实验测量的λ超子的局域极化定性一致.
2020-02-26 hep-ph nucl-ex nucl-th
Jet Quenching in The Most Vortical Fluid: A Holographic Approach
RHIC设施的STAR合作最近宣布了令人兴奋的发现，即在外围碰撞中产生的夸克-胶子等离子体中存在极大涡度的直接证据，以$Λ$和$\barΛ$超子的全球极化形式出现。这就提出了一个问题：这种涡量对其他观察到的现象（如射流淬火）是否有任何影响？使用一个简单的规范重力模型，我们建议，这样的效果可能是可检测的，从不久的将来的实验数据，作为减少射流淬火参数。据预测，这在对应于$10 \%$周围的中心范围很窄的碰撞中最为突出。的相对减少（相比，碰撞在零或，或者，大的中心）的预测表现在一个意想不到的和特征的方式：该模型表明，它是独立的影响能量。
2017-10-20 hep-ph hep-th nucl-th
Thermodynamic equilibrium of massless fermions with vorticity, chirality and magnetic field
本论文旨在研究涡度对相对论量子系统热力学的影响。我们推广了Zubarev的非平衡统计算符方法，在保持系统的协变和量子特性的前提下，研究了手征物质和外电磁场存在时涡度引起的量子效应.为了研究涡度的影响，这项工作一直集中在系统组成的无质量手征费米子。我们恢复了文献中已知的重要量子现象，即手征磁效应，手征涡效应，轴向涡效应和手征分离效应，我们还揭示了在二阶热涡的额外效应的存在。本研究还确定并给出了在均匀磁场作用下，由手征无质量费米子组成的整体热平衡系统的热态的精确解。利用这些精确解和守恒方程，研究还证明了与热涡度一阶效应相关的热系数不受外部电磁场的修正。同样的论点揭示了这些热系数之间存在的关系，甚至将与涡量有关的系数与其他与电磁场有关的系数联系起来。例如，该分析已经发现，手征涡旋效应和手征磁效应电导率通过微分方程彼此连接。因此，这项研究提供了第一步推导电磁场和涡量的影响和相互作用之间的关系。
2020-04-17 gr-qc hep-th nucl-th
Global polarization of $Λ$ hyperons in hot QCD matter at TeV energies
Indian Institute of Technology Indore（印度理工学院印多尔分校）
研究Λ超子的自旋极化，探讨热QCD物质的角动量和涡旋结构，通过二阶相对论粘性流体动力学框架分析热涡旋和磁场的影响，与ALICE实验数据对比，揭示QCD物质的涡旋结构。
2026-04-15 hep-ex hep-ph hep-th
From Hyperons to Hypernuclei: A New Route to Unravel Proton Spin Polarization
针对$Λ$超子极化仅反映奇异夸克成分、质子直接测量难的问题，提出利用超氚核测量揭示质子自旋极化，发现三者极化的线性标度律，为获取质子和中子自旋极化提供实验途径。
2025-08-22 hep-ph nucl-th
Vortical waves in a quantum fluid with vector, axial and helical charges. II. Dissipative effects
研究无质量费米子量子等离子体中相互作用对极化的影响，分析螺旋/轴矢涡旋效应导致的荷转移与耗散机制，探讨类QED/QCD等离子体中涡旋波的能隙及传播区域。
2025-02-13 hep-th nucl-th physics.flu-dyn
Vortical waves in a quantum fluid with vector, axial, and helical charges. I. Non-dissipative transport
本文研究自旋-轨道耦合下狄拉克费米子在涡旋热浴中的行为，推导三种荷的集体激发模式，发现非互易无能隙波与单向轴矢量涡旋波，指出简并物质不稳定性并提出解决方案。
2025-02-13 hep-th nucl-th physics.flu-dyn
Quark spin - thermal vorticity alignment and the Lambda, anti-Lambda polarization in heavy-ion collisions
在重离子碰撞中观察到的$Λ$和$\overlineΛ$极化是由于夸克自旋和热涡的相互作用引起的。在这项工作中，我们报告的弛豫时间的计算需要这种对齐发生在有限的温度和重子化学势，考虑夸克与有限的质量。计算是在模拟相互作用后进行的，通过一个有效的顶点耦合的热胶子和夸克内的涡旋介质。我们表明，与无质量夸克的情况相比，夸克质量的影响是减少弛豫时间。夸克/反夸克的内禀全局极化出现，它与$Λ$ / $\barΛ$极化有关。
2020-06-15 hep-ph nucl-th
Hyperon polarization in Heavy-Ion Collisions and gravity-related anomaly
研究了外围$Au-Au$碰撞中$Λ$超子的整体极化的能量依赖性。我们将夸克-胶子弦模型框架下的涡度和奇异化学势的计算与轴向涡效应的反常机制结合起来。较早发现的螺旋度分离效应意味着纵向涡度的四极结构。我们特别注意的温度依赖的重力异常的贡献，并发现初步RHIC数据是相容的，其抑制发现在晶格计算。反超子的极化超过超子的极化，并且这种差异在较小的能量下更加明显。
2017-12-15 hep-lat hep-ph nucl-th
Deriving the anomalous Lorentz transformation and side jump using a trace method
Hunan Provincial Key Laboratory of High-Energy Scale Physics and Applications, Hunan University（湖南大学高能标物理及其应用重点实验室）
本研究利用迹方法，在狄拉克理论中推导自旋1/2费米子波包概率密度中心的反常洛伦兹变换，得到侧跳的紧凑解析表达式，明确动量宽度对侧跳的影响，恢复手征粒子的已知结果。
2026-10-28 hep-ph hep-th 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
From Chiral Kinetic Theory To Relativistic Viscous Spin Hydrodynamics
本文从手征动力学理论出发，建立了手征旋量系统的自旋流体动力学框架。利用14阶矩展开形式，得到了具有非平凡自旋极化密度的二阶耗散相对论性流体动力学的运动方程。在手征旋量系统中，自旋排列效应可以在与手征涡旋效应（CVE）相同的框架中处理。然而，由于流体涡量的量子修正不仅诱导矢量/轴向电荷电流的CVE项，但也修正应力张量。在此框架下，自洽地得到了强子自旋极化的粘性修正，这对于精确预测观测到的强子（如$Λ$ -超子）的极化率具有重要意义.
2021-04-23 hep-ph nucl-th
Spin Polarization Formula for Dirac Fermions at Local Equilibrium
我们导出了一个由温度、流体速度、化学势和自旋势指定的巨正则系综描述的局域热平衡下Dirac费米子的Cooper-Frye型自旋极化公式。我们讨论了不同贡献的自旋极化的物理意义，并与以前的工作进行了比较。本公式提供了将计算的自旋势转换为，例如，相对论自旋流体动力学与自旋极化的关系，例如，重离子碰撞。
2022-06-02 hep-ph nucl-ex nucl-th
Spin polarization for massive fermion in a shear flow: complete results at $O(\partial)$
针对重离子碰撞中$Λ$超子局域自旋极化难题，本文完整分析量子电动力学等离子体剪切流里重费米子的自旋极化，纳入两种碰撞相关贡献，发现耦合依赖项消失，且这些贡献可显著增强自旋-剪切耦合。
2024-11-29 hep-ph nucl-th
Spin polarization of fermions at local equilibrium: Second-order gradient expansion
本文计算了相对论性流体中自旋-1/2费米子在局域平衡下二阶梯度展开的自旋极化，发现二阶导数项在特定超曲面消失，但一般冻结超曲面下可能有非零贡献，需数值评估。
2025-01-21 hep-ph hep-th nucl-th
Polarization and Vorticity in the Quark Gluon Plasma
超相对论重核碰撞产生的夸克-胶子等离子体可以用流体力学的语言很好地描述。非中心碰撞的特征在于非常大的角动量，其在流体系统中表现为流动涡度。这种旋转结构可以导致最终从等离子体中出现的强子的自旋极化，从而为实验提供了前所未有的细节。最近，首次观测到了$Λ$超子沿碰撞角动量方向的极化。这些测量结果与基于流体动力学和输运的计算结果基本一致，并表明QGP是有史以来观测到的最具涡旋性的流体。然而，理论和观察之间仍然存在着重要的紧张关系，这可能是根本性的。在相对成熟的重离子物理领域，整体超子极化的发现和碰撞的三维模拟开辟了一个全新的研究方向。我们讨论了这一快速发展的领域的现状和未来的研究方向。
2020-03-07 hep-ph nucl-ex nucl-th
Vacuum Polarization and Dynamical Chiral Symmetry Breaking: Phase Diagram of QED with Four-Fermion Contact Interaction
研究了在四费米子接触自相互作用项下，与光子电磁耦合的基本带电费米子的手征对称性破缺。我们采用乘法重整化模型的光子敷料功能和电子-光子顶点，最低限度地确保质量异常尺寸= 1。真空极化屏蔽了相互作用强度。因此，费米子的动力学质量生成模式的特征在于临界数量的无质量费米子口味以上的手征对称性恢复。这种效应与动态破坏手征对称性所需的最小相互作用强度的临界性的存在完全相反。虚费米子的存在决定了相变的性质。Miransky标度律的电磁相互作用强度和四个费米子耦合，观察淬火QED，被取代的平均场幂律行为对应的二阶相变。这些结果是由解析采用分叉分析，后来证实了数值求解原始的非线性间隙方程。绘制了一个三维临界表面，以清楚地描绘相互作用的相对强度和分离两相的风味数量的相互作用。我们还计算了β-函数，并观察到它存在紫外不动点。幂律部分的动量依赖，描述质量函数，再现淬火极限平凡。我们还对QED的连续极限和平凡性作了评论。
2012-09-06 hep-ph nucl-th
Polarization phenomenon in heavy-ion collisions
本文综述重离子碰撞中涡度诱导粒子极化的实验进展，比较测量与理论计算，并讨论实验方法、探测器修正及未来测量对开放理论问题的意义。
2024-04-17 hep-ph nucl-ex nucl-th
Steady state, displacement current and spin polarization for massless fermion in a shear flow
本文研究剪切流中无质量费米子的自旋极化，将侧跳电流解释为位移电流，并在 QED 等离子体稳态中计算其对磁化贡献的动量依赖增强或抑制效应。
2024-06-17 hep-ph nucl-ex nucl-th
Polarized fermions in one dimension: density and polarization from complex Langevin calculations, perturbation theory, and the virial expansion
我们计算了具有零程相互作用的一维费米子的有限温度密度和极化状态方程，同时考虑了吸引和排斥机制。在巨正则系综的路径积分公式中，由于符号问题，有限的化学势不对称性使得这些系统对于标准的蒙特卡罗方法是难以处理的。虽然后者可以被删除在一个空间维度，我们认为一维的情况下，在目前的工作提供了一个有效的测试研究的高维同行。为了克服的符号问题，我们使用复杂的朗之万方法，我们在这里与其他方法进行比较：非线性极化研究，三阶微扰理论，和三阶维里展开。我们发现非常好的定性和定量协议在所有的方法在制度研究，这支持其有效性。
2018-04-26 cond-mat.quant-gas hep-lat nucl-th
Wigner functions and quantum kinetic theory of polarized photons
利用量子场论中的$\hbar$展开式，导出了库仑规范中极化光子的维格纳函数，并指出了无质量光子的边跳效应。我们还讨论了在局域热平衡下Chern-Simons电流的光子手征涡旋效应和零电流的零涡旋效应，作为我们形式的一致性检验。计算结果与用不同方法得到的结果一致。此外，利用实时形式，我们构建了偏振光的量子动力学理论（QKT）。通过进一步采用一个特定的功率计数方案的分布函数，我们提供了一个更简洁的形式，一个有效的QKT。这种光子QKT涉及与碰撞项中的自能梯度相关的量子校正，这类似于无质量费米子手征动力学理论中与自旋轨道相互作用相关的侧跳校正。同样的理论框架也可以直接应用于没有背景色场的弱耦合胶子。
2021-02-01 astro-ph.HE cond-mat.other hep-ph
Spin Polarized Non-Relativistic Fermions in 1+1 Dimensions
本文用蒙特卡罗方法研究了1+1维非相对论费米子自旋极化气体的热力学。本文的主要结果是，在与稀释简并费米气体有关的区域内，我们的作用对任何自旋极化都没有明显的符号问题。这个缺乏符号的问题，使我们能够研究有吸引力的自旋极化费米子非微扰自旋极化以前没有探索。对于一些参数值，我们验证了以前获得的结果，其中包括一个不受控制的步骤，如复杂的朗之万和/或分析继续从虚化学势的方法。对于其他人来说，更大的极化值，我们偏离了这些以前的结果。
2018-04-30 cond-mat.quant-gas hep-lat nucl-th
Three-dimensional correlated-fermion phase separation from analysis of the geometric mean of the individual susceptibilities
在平均场论不适用的情况下，提出了一种准高斯近似方案来研究强关联非平衡费米子热力学。非高斯相关性效应被理解为通过个体相关性的统计几何平均值来捕获。在三维么正费米子基态中，通过{ \em universal}非线性标度变换将物理化学势与单个费米动能联系起来.对于部分极化相位分离到完全极化，计算出的临界极化比为$P_C={[1-(1-ξ)^{6/5}]}/{[1+(1-ξ)^{6/5}]}\doteq 0.34$。$ξ=4/9$定义了对称基态能量密度与理想费米子气体的能量密度之比。
2008-12-17 cond-mat.stat-mech hep-ph nucl-th
Finite-temperature equation of state of polarized fermions at unitarity
本文用非微扰的方法研究了幺正费米气体在很宽的温度和自旋极化范围内的热力学。为此，我们使用复杂的Langevin方法，强耦合系统的第一原理方法。具体来说，我们显示的结果的密度状态方程，磁化强度和磁化率。在零偏振下，我们的结果与密度状态方程的最新结果和实验数据吻合得很好。在有限极化和低逸度下，我们的结果与三阶维里展开非常一致。在接近平衡极限的全量子力学体系中，超流性的临界温度似乎仅微弱地依赖于自旋极化。
2019-01-07 cond-mat.quant-gas hep-lat nucl-th
Asymmetric Two-component Fermion Systems in Strong Coupling
本文研究了具有吸引相互作用的两组分费米系统的相结构随两组分之间的耦合和极化或数差的变化。在弱耦合中，有限数量的不对称性导致相位分离。含有对称超流物质和非对称正常相的混合相是有利的。随着耦合强度的增加，我们表明，超流相的应力，以适应数量的不对称性增加。在无限散射长度极限附近，我们计算了单粒子激发谱和各种极化下的基态能量。一个弱相互作用的准粒子的图片出现适度的极化。在这个制度接近无限散射长度，并为适度的极化，一个均匀的相位与有限人口的激发准粒子状态，其特征在于由一个无隙光谱应有利于相分离的状态。这些状态可以在冷原子实验中实现。
2005-03-10 cond-mat.other cond-mat.stat-mech hep-ph
