Mugdha Sarkar, Olaf Kaczmarek, Frithjof Karsch, Anirban Lahiri, Christian Schmidt
We study the signs of criticality in conserved charge fluctuations and related observables of finite temperature QCD at vanishing chemical potential, as we approach the chiral limit of two light quarks. Our calculations have been performed on gauge ensembles generated using Highly Improved Staggered Quark (HISQ) fermion action, with pion masses ranging from 140 MeV to 55 MeV.
机构、总结、中文摘要均由AI分析而来，可能存在错误，请以论文正文为准。
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On Fluctuations of Conserved Charges : Lattice Results Versus Hadron Resonance Gas
我们比较了最近用p4改进的交错作用量得到的奇异度、重子数和电荷的涨落和关联的晶格结果与强子共振气体模型的预言。我们表明，强子共振气体可以合理地描述这些波动，如果强子的性质是计算的晶格。
Above a pseudocritical temperature of chiral symmetry restoration T_c the energy and the pressure are very far from the quark-gluon-plasma limit (i.e. ideal gas of free quarks and gluons). At the same time very soon above T_c fluctuations of conserved charges behave as if quarks were free particles. Within the T_c - 3T_c interval a chiral spin symmetry emerges in QCD which is not consistent with free quarks and suggests that degrees of freedom are chirally symmetric quarks bound into the color-singlet objects by the chromoelectric field. Here we analyse temporal and spatial correlators in this…
We discuss the role of repulsive baryon-baryon interactions in a hadron gas using relativistic virial expansion and repulsive mean field approaches. The fluctuations of the baryon number as well as strangeness-baryon correlations are calculated in the hadron resonance gas with repulsive interactions and compared with the recent lattice QCD results. In particular, we calculate the difference between the second and fourth order fluctuations and correlations of baryon number and strangeness, that have been proposed as probes of deconfinement. We show that for not too high temperatures these diffe…
Conserved Density Fluctuation and Temporal Correlation Function in HTL Perturbation Theory
考虑到最近发展的硬热环微扰理论，它考虑到通过守恒量的波动的外部场的变化的影响，我们计算的矢量通道中的欧几里德关联函数的时间分量。结果发现与最近在QCD的淬灭近似下得到的结果以及在改进的$128^3\times N_τ$晶格上的小夸克质量（$\sim 0.1T$）在（$N_τ=40, \ T=1.2T_C$），（$N_τ=48, \ T=1.45T_C$）和（$N_τ=16, \ T=2.98T_C$）的结果非常一致，其中$N_τ$是晶格的时间范围。这表明，格点量子色动力学和硬热环微扰理论的结果是非常接近的一个量与守恒的密度涨落。
We update lattice QCD results for second order cumulants of conserved charge fluctuations and correlations at non-zero temperature and vanishing values of the conserved charge chemical potentials. We compare these results to hadron resonance gas calculations with and without excluded volume terms as well as S-matrix results in the hadronic phase of QCD, and comment on their current limitations. We, furthermore, use these results to characterize thermal conditions in the vicinity of the pseudo-critical line of the chiral transition in QCD. We argue that the ratio of strange to baryon chemical p…
Fluctuations and Correlations of Conserved Charges in the $(2+1)$ Polyakov Quark Meson Model
考虑$(2+1)$味Polyakov夸克介子模型，研究了六（四）阶守恒电荷的涨落（关联）.比较与晶格数据，只要可用和整体良好的定性协议被发现，更是如此的情况下，归一化的mattibilities。在低温下，模型预测的可磁化率比接近于强子共振气体模型中的强子理想气体的可磁化率比，而在高温下则接近于无质量夸克理想气体的可磁化率比。我们的研究为利用PQM作为理解QCD相图拓扑结构的有效模型提供了强有力的基础。
We present here continuum extrapolated results for all 2nd order cumulants using the most recent results obtained by the HotQCD collaboration in (2+1)-flavor QCD. We constrain the applicability of various HRG models by presenting a detailed comparison of our results based on different sets of hadron spectra as well as with virial expansion based model calculations. A comparison with our lattice QCD results for 2nd order cumulants with models that parametrize repulsive interactions among baryons and anti-baryons in a hadron resonance gas through a single excluded volume parameter (EVHRG) is als…
Conserved Charge Fluctuations and Susceptibilities in Strongly Interacting Matter
我们研究了由夸克-胶子等离子体激发的强相互作用物质中的守恒电荷涨落。本文用规范-引力对应方法研究了QCD的两种全息模型D_4/D_8和D_3/D_7中守恒电荷涨落的花样。我们计算并比较了两种模型中的夸克数双折射率，发现了一个有趣的共同特征：在很强的耦合下，高阶双折射率被抑制，守恒电荷涨落成为纯粹的高斯涨落。根据最先进的格点量子色动力学结果，我们还讨论了我们可以从这些关于$1\sim 2T_c$夸克-胶子等离子体的基本自由度的可计算性中学到什么，并研究了不同想法的可行性，如全息术，准粒子，以及束缚态。通过对二阶极化率的分析，我们得出了在$1\sim 2T_c$区域存在束缚态的结论。我们进一步构建和预测的几个比率的四阶极化率，可以灵敏地揭示这种束缚态。
The conserved axial current in the presence of multiple chiral symmetries
为了回应Mandula最近的一项工作，我们研究了在由多重手征对称性引起的π介子质量的表达式中是否存在任何歧义。如果用通常的方法计算Ginsparg Wilson手征对称性的守恒流，则不同的手征对称性表达式会导致不同的守恒流。这意味着所有狄拉克算符的金斯帕格-威尔逊表达式中的π介子和π介子衰变常数的定义是模糊的，包括晶格上的重叠算符（尽管所有这些电流都有相同的连续极限）。本文利用重整化群映射方法研究了连续Ginsparg-Wilson“Dirac-operator的局部手征对称性变换。“我们发现，这自然会导致守恒电流的表达式，它与选择哪种Ginsparg-Wilson对称性无关。我们恢复了大量狄拉克算子，传播子和手征凝聚的标准表达式。我们的主要结论是，当电流被适当地构造和一致地应用时，没有观察值取决于使用哪种曼杜拉对称性;至少在这些连续体Ginsparg-Wilson理论中是这样。我们将考虑是否同样的论点适用于格理论在随后的文件。
We present results from lattice QCD calculations for $2^{nd}$ and $4^{th}$ order cumulants of conserved charge fluctuations and correlations, and compare these with various HRG model calculations. We show that differences between HRG and QCD calculations already show up in the second order cumulants close to the pseudo-critical temperature for the chiral transition in (2+1)-flavor QCD and quickly grow large at higher temperatures. We also show that QCD results for strangeness fluctuations are enhanced over HRG model calculations which are based only on particles listed in the Particle Data Gro…
Conserved currents in five-dimensional proposals for lattice chiral gauge theories
本文将Grabowska-Kaplan框架应用于QCD，发现晶格和连续极限中均存在多余的守恒单态轴矢流，并指出该问题同样存在于disk形式化方法中，揭示了这些方案用于构建晶格手征规范理论时的潜在缺陷。
Confronting fluctuations of conserved charges in central nuclear collisions at the LHC with predictions from Lattice QCD
我们从欧洲核子研究中心（CERN）大型强子对撞机（LHC）ALICE合作组的实验数据中，构造了净重子数和奇异数的可计算性，以及电荷和奇异数之间的关联。这些数据是在$\sqrt{s_{NN}}$ =2.76 TeV的Pb-Pb碰撞中获得的。由此产生的波动和相关性是一致的格点量子色动力学结果在手征交叉伪临界温度$T_c\simeq 155$ MeV。这种一致性有力地支持了这样的假设，即在这些碰撞中产生的火球是热起源的，并表现出预期的特征性质，在QCD从夸克-胶子等离子体的过渡到强子阶段。在$T_c$上，一个单位快度的火球体积超过4000 fm $^3$。详细讨论了火球的温度和体积的不确定性。这些结果与π介子干涉测量和渗流理论的预测有关。
Quark number susceptibility and conserved charge fluctuation for (2+1)-flavor QCD with Möbius domain wall fermions
该研究采用 pion 质量 135 MeV 的 Möbius Domain Wall 费米子计算 (2+1)-味 QCD 的夸克数极化率与守恒荷涨落，并与强子共振气体模型、O(g²) 微扰理论及交错费米子结果对比。
We present results from calculations of conserved charge fluctuations in $(2+1)$-flavor QCD using light quark masses in the range $m_s/80 \leq m_l \leq m_s/27$, with the strange quark mass ($m_s$) kept fixed at its physical value. This corresponds to a Goldstone pion mass in the range $80$ MeV $\leq m_π\leq 140$ MeV. The measurements have been done using HISQ fermion discretization and Symanzik improved gauge action. We discuss the quark mass dependence of up to 6th order cumulants and present first results on the separation of singular and regular contributions to these cumulants. From these …
Confronting fluctuations of conserved charges in central nuclear collisions at the LHC with predictions from Lattice QCD
本文利用欧洲核子研究中心ALICE合作组的中快度粒子产额的实验数据，构造了重子数和奇异数的净可解释性，以及电荷、奇异数和重子数之间的关联。这些数据是在$\sqrt{s_{\rm NN}}$ = 2.76 TeV的中心Pb-Pb碰撞中获得的，覆盖了一个快度单位。结果表明，在手征交叉赝临界温度$T_{c} \simeq$ 155 MeV下，所得到的涨落和关联与格点量子色动力学结果一致.这种一致性有力地支持了这样的假设，即在这些碰撞中产生的火球是热起源的，并表现出预期的特征性质，在QCD从夸克-胶子等离子体的过渡到强子阶段。由于格点量子色动力学的计算是在$μ_{B}$ = 0的重子化学势下进行的，与LHC数据的比较是最直接的，因为在这些高能量下重子输运到中快度的过程消失了。
We calculate several diagonal and non-diagonal fluctuations of conserved charges in a system of 2+1+1 quark flavors with physical masses, on a lattice with size $48^3\times12$. Higher order fluctuations at $μ_B=0$ are obtained as derivatives of the lower order ones, simulated at imaginary chemical potential. From these correlations and fluctuations we construct ratios of net-baryon number cumulants as functions of temperature and chemical potential, which satisfy the experimental conditions of strangeness neutrality and proton/baryon ratio. Our results qualitatively explain the behavior of the…
We present the first lattice QCD results of the second order fluctuations of and correlations among net baryon number, electric charge and strangeness in (2+1)-flavor lattice QCD in the presence of a background magnetic field with physical pion mass $m_π=135$ MeV. To mimic the magnetic field strength produced in the early stage of heavy-ion collision experiments we use 6 different values of the magnetic field strength up to $ \sim $10$m_π^2$. We find that the correlations between baryon number and electric charge along the transition line are substantially affected by magnetic fields in the cu…
Fluctuations of conserved charges at finite temperature from lattice QCD
我们在125 ~ 400 MeV的温度范围内，利用Wuppertal-Budapest格点量子色动力学合作研究了2+1交错夸克味的对角和非对角夸克数可调性.轻夸克和奇异夸克的质量被设定为它们的物理值。使用Nt=6、8、10、12、16的晶格。我们对所研究的所有观测量进行连续外推。采用了Symanzik改进的规范和Stout-link改进的交错费米子作用量。所有的结果进行了比较，强子共振气体模型的预测：良好的协议被发现在温度区域低于过渡。
Using high-statistics datasets generated in (2+1)-flavor QCD calculations at finite temperature we construct estimators for the radius of convergence from an eighth order series expansion of the pressure as well as the number density. We show that the estimator for pressure and number density will be identical in the asymptotic limit. In the vicinity of the pseudo-critical temperature, $T_{pc}\simeq 156.5$~MeV, we find the estimator of the radius of convergence to be $μ_B/T \gtrsim\ 3$ for strangeness-neutral matter. We also present results for the pole structure of the Padé approximants for t…
Conserved charge fluctuations at vanishing and non-vanishing chemical potential
在格点量子色动力学中，我们计算了重子数、净电荷和净奇异度的涨落的六阶累积量以及这些涨落之间的关联。这些累积量提供了丰富的信息，从低温强子相到夸克-胶子等离子体相的过渡区的强相互作用物质的性质。它们可以用来量化强子共振气体（HRG）模型计算，经常被用来确定在重离子碰撞实验中实现的热条件的偏差。在QCD和HRG模型计算中，在155 MeV以上的温度下，一些二阶累积量，如净重子数与净奇异数或净电荷之间的关联，已经有了显著的不同。我们发现，这些差异增加在非零重子化学势限制HRG模型计算的适用范围，甚至更小的温度值。
Using high statistics datasets generated in (2+1)-flavor QCD calculations at finite temperature we present results for low order cumulants of net baryon-number fluctuations at non-zero values of the baryon chemical potential. We calculate Taylor expansions for the pressure (zeroth order cumulant), net baryon-number density (first order cumulant) and the variance of the distribution on net-baryon number fluctuations (second order cumulant). We obtain series expansions from an eighth order expansion of the pressure and compare these to diagonal Padé approximants. This allows us to estimate the r…
Conserved Charge Fluctuations from Lattice QCD and the Beam Energy Scan
本文讨论了重子数涨落累积量比值的次高阶泰勒展开。我们专注于偏度比$S_Bσ_B = χ_3^B/χ_1^B$和峰度比$κ_Bσ_B^2 =χ_4^B/χ_2^B$之间的关系。我们发现，这两个累积量比的差异是小的重子化学势的值。然而，对$κ_Bσ_B^2$的次前导阶校正比对$S_Bσ_B$的次前导阶校正大大约三倍。因此，前者随着射束能量$\sqrt{s_{NN}}$的增加而下降得更快。我们认为，这些通用的模式是一致的净质子数起伏的累积量的STAR合作在$\sqrt{s_{NN}}\ge 19.6$ ~GeV的当前数据。
Conserved charge fluctuations with HISQ fermions
在格点正则化QCD框架下，计算了重子数、净电荷和净奇异度涨落的累积量。我们在时间尺度为N_tau= 6，8和12，夸克质量接近物理质量的格点上使用了高度改进的交错夸克作用量（HISQ）.通过在各种化学势下的泰勒展开，在要求奇异中性和正确的同位旋不对称性的条件下，我们计算了在重离子碰撞条件下的这些涨落.原则上，在重离子实验中也可以测量净电荷波动的累积量。因此，我们提出了一种方法来提取冻结出参数，如冻结出温度和重子化学势，基于比较的晶格结果和实验测量的两个不同比例的净电荷累积量。由于这种方法只涉及（晶格）QCD结果和实验测量，它是模型独立的，并提取冻结参数的目的，不需要任何输入强子共振气体模型计算。
Fluctuations of Conserved Quantities in High Energy Nuclear Collisions at RHIC
本文利用重离子碰撞中守恒量的涨落来研究强相互作用热而密的核物质的相变和QCD临界点。STAR实验对净质子（净重子（B）的代理）、净K介子（净奇异性（S）的代理）和净电荷（Q）进行了矩分析。这些测量对于理解量子色动力学相图是重要的。本文介绍了STAR实验中矩分析所使用的分析技术，并讨论了相对论重离子对撞机束流能量扫描计划第一阶段的净质子和净电荷分布的矩。
Net baryon number fluctuations across the chiral phase transition at finite density in the strong coupling lattice QCD
在强耦合和手征极限下，研究了有限密度下手征相变中的重子数涨落。用辅助场蒙特卡罗方法考虑了介子场的涨落。发现高阶累积量比$Sσ$和$κσ^2$在$μ/T\gtrsim 0.2$处的相边界附近有振荡行为，并且存在高阶累积量比为负的区域.发现$κσ^2$的负区域随着晶格尺寸的增大而缩小。这一行为符合缩放分析的预期。
Quark Number Susceptibilities and Conserved Charge Fluctuations in $(2+1)$-flavor QCD with Möbius domain-wall fermions (MDWF)
本文研究了(2+1)味QCD中使用莫比乌斯域墙费米子（MDWF）计算二阶和选定四阶守恒电荷涨落，探讨了不同夸克质量比下的涨落行为及与QMRHG2020和斯特凡-玻尔兹曼极限的关系。
Why fluctuations of conserved charges in the confining regime above $T_{ch}$ behave as if the quarks were free?
本文解释在手征交叉温度以上约束区中，守恒荷涨落类似自由夸克而介子关联函数却不同，源于守恒荷不感受约束，与零温下夸克-强子对偶一致，并提出弦状流体物质的微观图像。
On interpretation of fluctuations of conserved charges at high T
本文通过 N_c 标度分析指出，高温守恒荷涨落偏离强子共振气体并不足以证明退禁闭，并提出存在恢复手征对称性但仍禁闭的中间相，Polyakov 圈才是直接探测退禁闭胶子的观测量。
Fluctuations and Higher Moments of Conserved Charges from the Lattice
我们目前的结果，最低阶非零夸克数亲合性。这些都是使用改进的行动，即计算HISQ行动，它控制的味道违反负责扭曲轻介子光谱。我们的计算，与160兆电子伏的π介子质量，也更接近物理极限比以前的研究。我们发现一个广泛的交叉从强子到夸克制度，虽然相互作用仍然显着，即使在最高温度下研究。我们的结果也与强子共振气体模型的交叉温度以下的协议。
Regularizations, Anomalies and Fermion Number Non-Conservation in Chiral Gauge Theories
我们研究如何费米子数守恒失败的费米子数保持正则化计划。我们证明了在这个方案中，费米子数必须由非零缠绕数的规范场组态携带，并且在瞬子存在的情况下，费米子数不守恒。我们还考虑了其他类型的正则化方案，具有不同的全球对称性。特别指出在Wilson-Yukawa耦合的格点手征规范理论中费米子数是守恒的。
Fluctuations of Goldstone modes and the chiral transition in QCD
我们提供了在有限温度下Goldstone模的热涨落对手征凝聚体的影响的证据。我们证明了在固定温度T<Tc，在手征转变温度附近，手征凝聚体对轻夸克质量（m_l）的平方根具有特征依赖性，这是O（N）对称性破缺的三维模型所期望的。结果表明，手征磁化率在Tc以下的所有温度下都表现出强烈的夸克质量依赖性，并且在手征极限下发散为1/sqrt（m_l）。
Second order fluctuations of conserved charges in external magnetic fields
本研究利用物理质量(2+1)味格点QCD计算外磁场下B、Q、S守恒荷的二阶涨落与关联，发现χ^BQ_11可作为重离子碰撞磁场的敏感“磁力计”。
QCD bulk thermodynamics and conserved charge fluctuations with HISQ fermions
在简要回顾了HotQCD合作研究2+1味QCD状态方程的最新进展之后，我们将重点介绍BNL Bielefeld和HotQCD合作研究守恒电荷涨落的结果。净电荷分布的高阶累积量越来越多地被普遍的标度行为所支配，这是由于QCD在手征极限中的临界点而产生的。考虑到6阶的累积量，我们观察到它们的行为与普适标度律所预期的一样，这与强子共振气体模型中计算的累积量有很大的不同。以这些累积量的比率，我们得到的体积无关的结果，可以与实验测量。我们将认为，通常通过与测量的强子产额拟合的HRG模型获得的冻结化学势和冻结温度，也可以通过从头算格点量子色动力学计算以模型独立的方式获得。利用与守恒电荷涨落相关的可观测量。此外，我们将表明，冻结出的奇异性和电荷化学势可以固定的奇异中性和同位旋不对称性的限制，在格点量子色动力学计算，以适应条件满足重离子碰撞。所有结果都是在时间尺度为N_τ= 6，8，10，12的格点上，利用高度改进的交错夸克作用量（HISQ）和近似物理夸克质量得到的.
Quark Number Susceptibility : Revisited with Fluctuation-Dissipation Theorem in mean field theories
由于系统的对称性，守恒量子数的涨落与相应的非线性度有关。基本的事实是，由于波动耗散定理，通过静态微分器定义的这些波动变得与通过热力学导数定义的这些可计算性的直接计算相同。通过一个严格的练习，我们明确地表明，一个图形计算的静态夸克数涨落和相应的非线性相关的平均场论的情况下，是可能的，如果适当地考虑到夸克化学势的平均场的隐式依赖。作为一个旁白，我们也给出了一个分析处方，以获得夸克化学势的平均场的隐式依赖。
We compute the free energy in the presence of a chemical potential coupled to a conserved charge in the effective SU(N)xSU(N) scalar field theory to third order for asymmetric volumes in general d-dimensions, using dimensional regularization. We also compute the mass gap in a finite box with periodic boundary conditions.
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