Neutron stars and stellar mergers as a laboratory for dense QCD matter
中子星观测,包括直接的质量和半径测量,以及恒星合并发出的引力波信号的分析,提供了宝贵的和独特的见解,在高密度的强相互作用物质的属性。在这篇论文中,我回顾了最近的努力,系统地限制状态方程(EoS)的致密核和夸克物质使用从头算粒子和核物理计算和天体物理数据相结合。特别是,我讨论的约束条件,引力波观测GW 170817已放置在EoS,并评论未来的前景,提高精度,这一数量是已知的。
2018-07-12 hep-ph nucl-th
Holographic baryons, dense matter and neutron star mergers
本文利用全息V-QCD模型研究高温高密QCD状态方程,预言核物质到夸克物质的强一级相变,并在与GW170817一致的中子星并合模拟中研究夸克物质的形成。
2023-07-04 hep-ph nucl-th
Phenomenological view on baryon-baryon potentials from lattice QCD simulations
定性讨论的范围内的潜力,因为他们从现象学的介子交换图片和晶格模拟的HAL QCD合作。对于前者的π介子和/或$η$介子交换被认为是与相关的$ππ/K \bar K$交换的标量等oscillation分量。据观察,直观的预期行为的重子重子势的大分离,与一个和/或两个π介子的交换,并不总是匹配的潜力提取的晶格模拟。只有在π交换提供最长范围贡献的情况下,例如在$ΞN$系统中,才能发现唯象势和格点量子色动力学势之间对于$r \gtrsim 1$ fm的重子-重子分离存在合理的定性一致性。对于$ΩN$和$ΩΩ$相互作用,其中同位旋守恒排除了一π交换,观察到一个大的失配,与HAL QCD合作组的势相比,在大距离处的范围要长得多,而且要强得多。这使人们对在少体或多体系统中使用这些势的适用性产生了一些怀疑。
2019-01-07 hep-lat hep-ph nucl-th
Phenomenological QCD equations of state for neutron stars
通过构造满足中子星质量-半径约束和声速物理条件的中子星状态方程,描述了重子密度n_B=1-10n_0(n_0:核饱和密度)下QCD物质的性质. QCD物质用三窗口模型描述:在n_B < 2n_0时,为纯核物质;在n_B > 5n_0时,为夸克物质;利用一个示意性的夸克模型与有效的相互作用的启发,从强子和核物理,我们分析了必要的相互作用的强度来描述所观察到的中子星的性质。我们的发现是相互作用应该保持与QCD真空中一样强,这表明在n_B =1- 10n_0的胶子即使在夸克物质形成后仍然保持非微扰。
2015-12-29 astro-ph.HE hep-ph nucl-ex
Large-Nc QCD meets Regge theory: the example of spin-one two-point functions
我们讨论了在大Nc下QCD中矢量和轴矢量两点函数的Veneziano型谱的唯象意义。我们还将唯象结果与最低介子优势的结果进行了比较,发现它们是一致的。
2001-01-10 hep-ph nucl-th
Phenomenological Consequences of Enhanced Bulk Viscosity Near the QCD Critical Point
在QCD临界点附近,夸克-胶子物质的体粘滞系数与临界关联长度的三次方成正比,并显著增强。这项工作是第一次尝试研究的现象学后果的增强体粘滞性附近的QCD临界点。为此,我们实现了预期的临界行为的非升压不变,纵向扩展$1+1$维因果相对论流体动力学演化在非零重子密度的体积粘度。我们表明,临界增强的体积粘度诱导大量的非平衡压力,有效地软化状态方程,并导致相当大的影响,在冻结的流速和单颗粒分布。由于在QCD临界点附近增强的体粘滞性而可能产生的可观测效应可以用作辅助信息,以便于搜索QCD临界点。
2017-02-28 hep-ph nucl-ex nucl-th
Some Phenomenological Properties of the Chiral Transition in QCD
在NJL模型作为QCD的有效理论和与凝聚态物理的类比的基础上,我们提取了有限温度$T$和/或化学势$μ$下手征相变的简单物理图像,并预言了RHIC或LHC中相对论重离子碰撞中可能出现的与相变有关的有趣现象.我们指出,描述手征跃迁(如DCC)非平衡现象的宏观方程可能由类扩散方程而不是波动方程给出,特别是在重子密度存在的情况下。
1997-10-11 hep-ph nucl-th
Critical slowing down and bulk viscosity in binary neutron star mergers
Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院);Indian Institute of Science(印度科学学院)
研究探讨中子星并合中临界减缓对总体粘性的影响,揭示QCD贡献可能与电弱贡献相媲美,为观测提供新视角。
2026-03-13 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Phenomenological neutron star equations of state: 3-window modeling of QCD matter
讨论了与中子星性质相关的密度下冷稠密QCD物质状态方程的三窗口模型。在低重子密度(n_B < ~ 2n_s(n_s:核饱和密度))下,我们利用由密度n_B ~ n_s和中子星半径的经验观测所约束的纯强子状态方程。在高密度时,n_B > ~ 5n_s,我们采用了简化的夸克物质状态方程,它必须具有很强的刚性才能通过两个太阳质量的约束。在2 < n_B/n_s < 5处,中间区域既不是纯强子物质,也不是纯夸克物质,其状态方程是通过内插强子和夸克物质状态方程推导出来的。插值的可能形式受到声速(的平方)条件的严格限制,0 < c_s^2 < 1。并将三窗口状态方程的特性与传统的混合态和自束缚态夸克物质的特性进行了比较。利用简化的夸克模型,讨论了两个太阳质量的约束要求模型参数与真空值一样大,这表明胶子动力学在nB ~ 10 ns范围内保持强非微扰性.超子之谜也简要讨论了夸克描述的光。
2016-03-04 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Neutron Star Mergers Chirp About Vacuum Energy
对来自中子星合并的引力波的观测为探索基础物理开辟了新的方向:它们首次提供了对物体结构的访问,真空能量对其总质量的贡献不可忽略。在中子星的内核中存在这样的真空能量,这发生在大密度的新QCD相中,真空能量出现在新相的状态方程中。这反过来又导致了中子星内部结构的变化,并影响了它们的潮汐形变率,而潮汐形变率可以在合并中子星的啁啾信号中测量到。通过考虑三种常用的中子星模型,我们表明,对于大啁啾质量的真空能量的潮汐形变的影响是相当大的。这类测量有可能提供独立于宇宙加速度的真空能量的引力性质的第一个测试,并确定QCD对真空能量的贡献大小。
2018-02-13 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Comparing phenomenological estimates of dilepton decays of pseudoscalar mesons with lattice QCD
本文比较赝标量介子双轻子衰变的现象学预言与格点QCD结果,重点讨论π0→e+e-和KL→ℓ+ℓ-衰变,并分析如何借助未来实验和格点QCD进展改进不确定性估计。
2023-12-01 hep-ex hep-lat hep-ph
Color symmetric superconductivity in a phenomenological QCD model
在本文中,我们构建了一个NJL型的理论,其中超导性是存在的,但超导状态仍然是,在平均,颜色对称。这表明,目前的颜色超导性的方法是一致的颜色单态。事实上,夸克在退禁闭相中是自由的,但退禁闭相本身被认为是一种色单线态。通常对色超导态的描述违反了色单态性。另一方面,这里提出的色超导态是色对称的,在这个意义上,任意的颜色旋转导致一个等价的状态,具有完全相同的物理性质。
2009-09-19 nucl-th
Combining lattice QCD and phenomenological inputs on generalised parton distributions at moderate skewness
本文在贝叶斯框架中引入模拟 lattice QCD 数据,结合满足理论约束的机器学习 GPD 模型,系统评估数据精度、相关性与运动学覆盖对中等 ξ 下 GPD 提取的影响。
2023-06-02 hep-lat hep-ph nucl-th
Center Domains and their Phenomenological Consequences
我们认为,从Polyakov圈的性质可以推断出的退禁闭QCD物质的畴结构,可以同时解释夸克-胶子等离子体的两个最突出的实验验证的功能,即它的大的不透明度以及它的近理想流体的属性。
2013-04-30 hep-ph nucl-th
Phenomenological constraints on QCD transport with quantified theory uncertainties
The Ohio State University(俄亥俄州立大学)
本文通过量化理论不确定性,利用JETSCAPE框架对QCD输运中的剪切粘度和体积粘度进行现象学约束,并揭示模型局限性。
2026-02-10 hep-ph nucl-th
Phenomenological constraints on the transport properties of QCD matter with data-driven model averaging
利用相对论重离子对撞机和大型强子对撞机的实验数据,我们对${\sim\,}150{-}350$ MeV温度下夸克-胶子等离子体(QGP)的剪切粘度和体粘滞系数进行了约束。我们使用贝叶斯推断来将实验和理论的不确定性转化为粘度的概率约束。与贝叶斯模型平均,我们占不可约的模型在过渡中的模糊性,从流体描述的QGP强子运输在最后的演化阶段,提供最可靠的唯象约束的QGP粘度。
2020-10-08 hep-ph nucl-ex nucl-th
Phenomenological QCD equations of state for neutron star dynamics: Nuclear-2SC continuity and evolving effective couplings
我们通过构造中子星动力学的QCD状态方程描述了夸克-强子连续性,该方程涵盖了宽范围的电荷化学势($μ_Q$)和温度($T$)。基于核-2SC连续性方案,我们匹配了核和双味色超导(2SC)夸克物质的状态方程,匹配的重子密度为$n_B\simeq 1.5n_0$($n_0\simeq 0.16\, {\rm fm^{-3}}$:核饱和密度).夸克物质模型中的有效矢量耦合和双夸克耦合是$n_B, μ_Q, T$的函数,其低密度行为受核物质性质和中子星半径的约束,而高密度行为受两个太阳质量($2M_\odot$)的约束.耦合依赖于$n_B$,我们研究了如何顺利的核2SC连续性,并发现在低温下匹配核和2SC熵的问题。为了继续进行连续性场景,我们通过使耦合($n_B, μ_Q, T$)依赖于来强制平滑匹配。实际上,这增加了我们称之为“X”的现象学贡献。在现象学匹配之后,我们把剩下的作为我们的预测。2SC和色味锁定(CFL)相位计算与这些不断发展的耦合被称为2SCX和CFLX。CFLX出现在$n_B\simeq 2$ - $4n_0$周围,并且与常规CFL相反,对$(μ_Q,T)$具有不可忽略的依赖性。为了检验我们的建模的天体物理后果,我们添加了带电轻子和中微子,并研究了质子中子星和中子星合并相关的轻子分数的物质组成。中微子的丰度和热效应降低了奇异度分数和状态方程。对于一颗被捕获的中微子质量为$…
2021-09-09 astro-ph.HE hep-ph hep-th
Phenomenological Review on Quark-Gluon Plasma: Concepts vs. Observations
本文对夸克-胶子等离子体(QGP)物理的最新研究进展作了唯象的综述。一个简短的历史观点和理论动机,这一迅速发展的当代粒子物理学领域提供。此外,我们还介绍和讨论了量子色动力学(QCD)的基态,非微扰和格点量子色动力学结果对QGP性质的作用,以及用于建立理论和实验之间联系的输运模型。实验部分介绍了在布鲁克海文国家实验室相对论重离子对撞机(BNL RHIC)和欧洲核子研究中心超级质子同步加速器(SPS)和大型强子对撞机(LHC)加速器上进行的超相对论重离子实验中获得的体观测值,硬探针和穿透探针的选定结果。我们也给出了一个简短的概述,正在进行的搜索QCD临界点和集体在小($p+p$和$p+A$)系统的新发展。
2017-01-26 hep-ex hep-ph nucl-th
Higher twists effects in DIS on nuclei at the EIC and LHeC: A phenomenological analysis
本文研究了用QCD动力学的非线性方法描述的高扭效应对未来电子-离子对撞机所测量的可观测量的影响。我们假设了一个偶极-核散射振幅的唯象模型,该模型考虑了非线性修正,并考虑了Bjorken-$x$变量、光子虚性$Q^2$和原子序数$A$的不同值,估计了$F_2^A(x,Q^2)$、$F_L^A(x,Q^2)$和$\partial F_2^A /\partial ln Q^2$的不同扭曲的贡献.与完整的预测进行比较,并估计不同的扭曲的影响。我们的结果表明,未来的对数$Q^2$斜率和纵向结构函数的分析将允许我们探测QCD动力学的非线性效应的存在。
2023-02-08 hep-ph nucl-th
Bayesian techniques and applications to QCD
要实现物理实验、现象学模型和理论模拟中创建的大量数据相互连接的全部潜力,需要强大的统计推断工具。在这里,我回顾了一个特别有前途的分支,贝叶斯统计,在过去的十年中,它在高能物理中有着广泛的应用。在简要介绍贝叶斯统计之后,我将提出两个具体的例子,贝叶斯思想在理解强相互作用物质方面取得了进展:以格点量子色动力学谱函数的形式展开问题(在精神上类似于探测器校正),以及从实验重离子碰撞数据和唯象模型的系统比较中有效地估计夸克胶子等离子体参数。
2019-03-06 hep-ph nucl-th physics.data-an
The QCD Phase Diagram from Chiral Approaches
我展示了一个更新的QCD相图与手征有效理论和唯象模型的最新发展。本文还讨论了在重离子碰撞中可能出现的QCD临界点的信号。特别是,非单调行为的波动与保守电荷的重点。
2009-09-10 hep-ph nucl-th
A statistical approach to the QCD phase transition --A mystery in the critical temperature
本文在强子袋模型图象统计处理的基础上研究了QCD相变,导出了低强子质量、强子尺寸与QCD相变临界温度之间的唯象关系。我们将这种唯象关系应用于完全QCD和猝灭QCD,并将这些结果与相应的格点量子色动力学结果进行了比较。尽管这种统计方法在完整的QCD中效果良好,但它导致了对猝灭QCD中的临界温度的极大估计,这表明在理解QCD相变方面存在严重问题。这个巨大的差异可以追溯到这样一个事实,即在猝灭QCD中,由于统计因子exp(-m_G/T_c)\simeq 0.00207非常小,在临界温度T_c \simeq 280 MeV处,还没有足够数量的胶球被热激发。这一事实本身具有相当普遍的性质,与有效模式框架的具体选择无关。因此,我们得到了一个谜,也就是说,什么是真正的触发解除禁闭相变。
2002-10-10 hep-lat hep-ph nucl-th
What are the consequences of independent factorization and renormalization scales?
Old Dominion University(老道明大学)
该研究指出QCD中独立的因子化与重整化标度需相等,适用于广义极点减除方案和共线因子化定理,对唯象计算、参数提取及与格点QCD的联系具有重要意义。
2026-08-04 hep-ph hep-th nucl-th
A phenomenological estimate of isospin breaking in hadronic vacuum polarization
本文通过现象学方法估计晶格QCD中强子真空极化的同位旋破缺贡献,发现各通道间显著抵消,表明该贡献无法解释晶格QCD与$e^+e^-$数据间的张力。
2023-10-18 hep-ex hep-lat hep-ph
Phenomenological quark-hadron equations of state with first-order phase transitions for astrophysical applications
本文提出了一个适用于天体物理的具有一级相变的状态方程模型。该模型基于夸克-强子相变的两相方法,通过构造导致一级相变。由此产生的模型已经成功地用于几个天体物理学的应用,如冷中子星,核心坍缩超新星爆炸和双中子星合并。这项工作的主要目标是介绍模型的细节,讨论某些功能,并最终以表格形式发布以供进一步使用。
2021-01-24 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
QCD matter with a crossover and a first-order phase transition
我们给出了QCD相图的唯象参数化,它是温度$T$和压力化学势$μ$的函数。参数化是通过引入一个控制核物质强子共振气体(HRG)和夸克-胶子等离子体(QGP)相之间跃迁性质的开关函数来构造的,使得状态方程(EOS)在大$T$和小$μ$处具有快速交叉,临界点位于相变线的任何位置,以及在小$T$和大$μ$处的一阶跃迁。这个状态方程为评估束缚QCD临界点对重离子可观测量的可能影响提供了一个方便的唯象工具。
2018-12-04 nucl-th
Exact solutions of relativistic perfect fluid hydrodynamics for a QCD equation of state
本文首次将相对论性理想流体动力学的一类精确解析解推广到任意温度依赖的状态方程。我们研究了这类解的特殊情况,特别地,我们给出了由格点量子色动力学计算确定的状态方程的流体力学解。我们还讨论了这些解决方案的现象学相关性。
2012-05-27 hep-ph nucl-th
Holographic approach to compact stars and their binary mergers
在这篇评论文章中,我们描述了全息术在破译致密QCD物质物理学中的作用,与致密恒星及其双星合并的描述有关。我们回顾了全息对偶在描述重子密度大的强相互作用物质时的优势和局限性,引导读者通过迄今为止使用全息方法得出的最重要的结果,并突出了该领域中一些悬而未决的问题。最后,我们将讨论我们如何预见全息有助于致密星物理在未来几年。
2022-05-16 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Decoding the proton's gluonic density with lattice QCD-informed machine learning
本文利用变分自编码器逆映射器VAIM,基于格点QCD计算的RpITDs重构质子胶子PDF,结果与全局拟合相符并验证了潜在表示的有效性。
2025-07-23 hep-lat hep-ph nucl-th
Functional integrals for QCD at nonzero chemical potential and zero density
在欧几里得空间泛函积分处理QCD的自由能时,化学势只通过狄拉克算符的泛函行列式进入,对于任何味都是$\dslash + m - μ_f γ_0$(其中$μ_f$是给定味的化学势)。任何非零的$μ$都会改变狄拉克算符相对于$μ=0$值的所有本征值,导致一种天真的期望,即行列式会改变,从而改变自由能。从现象学上讲,对于足够小的$μ$,这在T=0时不会发生,这与这种天真的预期相矛盾。通过对算符$γ_0 (\dslash + m)$谱的研究,解决了如何用泛函积分来理解这种唯象行为的问题。
2003-10-08 hep-lat hep-ph hep-th
Equation-of-state Constraints and the QCD Phase Transition in the Era of Gravitational-Wave Astronomy
我们描述了一个多信使的解释GW170817,这产生了一个强大的NS半径的下限。这就排除了半径小于10.7公里的核物质,从而排除了非常软的核物质。我们强调,当未来的探测成为可能时,这种限制的潜力。一个非常类似的论证可能会得出非旋转NS的最大质量的上限。我们还讨论了模拟NS合并,经历一阶相变夸克物质。我们指出一个不同的动力学行为。考虑到引力波信号,我们确定了一个明确的签名的QCD相变在NS合并。夸克物质的发生,通过一个强大的一阶相变合并过程中导致的主要合并后的频率的特征移动。频率偏移是一个相变的指示,如果它是比较合并后的频率,预计纯强子EoS模型。一个非常强大的偏差的几个100赫兹的观察到的混合EOS的潮汐变形性和合并后的频率之间的关系,否则紧密。我们解决的一阶相变的电磁对应NS合并的潜在影响。我们的模拟显示,在经历相变到夸克物质的系统和纯强子合并之间,不会有显著的质的差异。数量上的差异是在不同的强子EoS模型之间发现的蔓延。这意味着一方面,GW170817与夸克物质的可能跃迁是相容的。另一方面,这些考虑表明,可能不容易确定纯粹的强子合并和夸克物质发生的事件之间的定量差异,只考虑它们的电磁对应物或它们的核合成产物。(节略)
2019-04-02 astro-ph.HE nucl-ex nucl-th
Collins-Soper Kernel in the QCD Instanton Vacuum
本研究在QCD瞬子真空框架下从非微扰软函数推导Collins-Soper核,其结合微扰贡献后与格点结果及唯象参数化吻合,还给出大横距下的对数依赖约束,并提供了结合格点计算提取该核的新方法。
2025-01-09 hep-lat hep-ph hep-th
Phenomenological QCD equation of state for massive neutron stars
基于量子色动力学唯象学,我们构造了大质量中子星的状态方程。我们的主要目的是描述状态方程的相关成分,同时具有所需的刚度,并满足热力学和因果关系的约束。这些成分是:(i)排斥性的密度-密度相互作用,对所有的味道都是普遍的;(ii)从低密度到高密度的色磁相互作用都是活跃的;(iii)限制效应,随着重子密度的降低,它变得越来越重要;(iv)非微扰胶子,它对夸克密度的变化不是很敏感。我们使用以下的“三窗口”描述:当重子密度低于正常核密度的两倍(2n_0)时,我们使用Akmal-Pandharipande-Ravenhall(APR)状态方程;当重子密度大于(4-7)n_0时,我们使用三味Nambu-Jona-Lasinio(NJL)模型,并辅以矢量和双夸克相互作用。在跃迁密度区域,我们将强子和夸克状态方程光滑地插值到化学势-压力平面上。在低密度下,我们发现非约束模型中的夸克压力可以大于强子压力,这与传统的状态方程不同。我们表明,一致的状态方程的刚度足以让大质量中子星是合理的严格约束,这表明胶子动力学保持非微扰,即使在重子密度~ 10 n_0。
2015-01-19 astro-ph.SR hep-ph hep-th
Early galactic heavy element production - a phenomenological approach
University of Wroclaw(弗罗茨瓦夫大学);University of Hertfordshire(赫特福德大学);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);Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg(海德堡大学天文学中心);Heidelberger Institut für Theoretische Studien(海德堡理论研究所);University of Rostock(罗斯托克大学)
针对早期贫金属恒星重元素丰度问题,提出预增丰内流解释,采用重元素冻结方法,并推测其源于早期宇宙涨落及原始黑洞形成。
2026-10-07 astro-ph.GA nucl-th
Weak Neutral Current Axial Form Factor Using $(\barν)ν$-Nucleon Scattering and Lattice QCD Inputs
本文利用格点量子色动力学计算的奇异夸克轴荷$G^s_A(0)$确定了中性流弱轴荷$G^Z_A(0)=-0.654(3)_{\rm stat}(5)_{\rm sys}$。然后,我们进行唯象分析,我们结合从格点量子色动力学的奇夸克电磁形状因子与(反)中微子-核子散射微分截面从MiniBooNE实验在动量转移区域$0.24\lesssim Q^2 \lesssim 0.71$ GeV $^2$确定中性流弱轴向形状因子$G^Z_A(Q^2)$的范围内的$0\lesssim Q^2\leq 1$ GeV $^2$。这产生了$G^Z_A(0)=-0.687(89)_{\rm stat}(40)_{\rm sys}$的现象学值。由$G^s_A(0)$的格点量子色动力学计算约束的$G^Z_A(0)$的值,当与其唯象测定相比时,提供了在精度和准确度方面的显著改进,并且可以用于提供对$Q^2>0$的$G^Z_A(Q^2)$的拟合的约束。这种约束拟合导致一个明确的确定(反)中微子核子中性流弹性散射微分截面附近的$Q^2=0$,并可以发挥重要的作用,在该地区的数值隔离核效应。我们表明,从(反)中微子-核子散射截面数据获得的$G^Z_A(Q^2)$的一致性描述需要一个非零的贡献的奇异夸克电磁形状因子。我们通过提供BNL E734实验数据的事后判断来证明我们分析的稳健性。
2020-02-01 hep-lat hep-ph nucl-ex