强磁场与涡旋场中的夸克胶子物质

相对论重离子碰撞可以产生高温的夸克胶子物质,同时也产生极强的电磁场和流体涡旋.在强电磁场和涡旋场中的夸克胶子物质呈现出新奇的宏观量子现象,比如手征磁效应、手征涡效应、手征分离效应、手征电分离效应、自旋极化现象等.它们一方面给我们提供了可以探测高温下量子色动力学的非平庸规范场拓扑结构、强相互作用的宇称破坏、夸克胶子物质中...     

相对论重离子碰撞手征电荷分离效应的研究

相对论重离子碰撞的拓扑荷作用破坏作用平面两侧不同手征性的夸克数目的平衡,从而引起P和CP破坏特征。本工作主要分析RHIC和LHC能区的手征电荷分离作用,分析手征电荷分离随碰撞中心度、碰撞能量和核屏蔽等依赖关系。并未发现手征电荷分离效应与碰撞能量大小有非常紧密的依赖关系,但发现核屏蔽效应对手征电荷分离有重要的影响,与不考虑屏蔽效应相比,考虑屏蔽效应会使手征分离效应明显压低,由于屏蔽效应出现,使得a₊₊（a_--）的分布与a_+-（a_-+）分布并不对称。并且还发现手征分离效应主要发生在碰撞参量较大的周边碰撞,越接近中心碰撞,手征分离效应几乎可以忽略。The topological charge interactions in relativistic heavy ion collisions cause quark chirality imbalance, resulting in charge separation under the strong magnetic field and local P and CP violation. In this paper, the chiral charge separation at RHIC and LHC energies is systematically analyzed as functions of the collision centrality, the collision energy and the nuclear shielding factor. It is found that there is not a very close dependence of the chiral charge separation effect on the collision energies, but that has an important dependence on nuclear shielding factor. Compared with the non-shielding effect, the shielding effect can reduce the chiral separation effect obviously. Due to the shielding effect, the distribution of a₊₊(a_--) and the distribution of a_+-(a_-+) are asymmetric. One also finds that chiral separation effect, which is almost negligible when more close to the central collision, occurs mainly in the peripheral collision for larger impact parameter.     

手征和运动介质界面异常光自旋霍尔效应

文章讨论了偏振高斯光束在空气-手征介质界面的反射和折射问题,发现了反射和折射光束的异常自旋霍尔效应.在某些特定的角度下,反射高斯光束重心的移动可以达到几十个波长的量级,通过调节手征参数,甚至会出现折射光重心移动方向由正到负的转变.文章还讨论了任意偏振高斯光束在空气-运动介质界面的反射和透射问题,当介质垂直于入射平面运动时,反射和透射光束的横向移动可以达到几个波长的量级,甚至在某些运动速度下可以实现移动方向正负的改变.这些研究对控制光的自旋霍尔效应提供了可能的途径.     

相对论自旋流体力学

近年来,随着重离子碰撞实验中超子自旋极化与矢量介子自旋排列现象的发现,关于夸克胶子物质中自旋输运的理论研究也得到蓬勃发展,其中包括相对论自旋流体力学,它是描述自旋输运的流体力学理论.本文对相对论自旋流体力学的近期发展进行了综述,主要包括以下内容:1)相对论自旋流体力学基本方程的推导,包括宏观的唯象学推导、基于有效场论的推导以及基于输运理论的推导; 2)该理论框架的一些特殊性质,包括能动量张量中的反对称结构以及赝规范变换性质等; 3)在Bjorken和Gubser膨胀体系中的解析解及其对于重离子碰撞物理的意义.     

相对论重离子碰撞中手征磁效应寻找的现状(英文)

量子色动力学中夸克和拓扑胶子场的相互作用可以产生局域宇称和共轭电荷宇称不守恒,这也许能解释宇宙中物质-反物质的不对称性。在强磁场下,宇称不守恒会导致粒子按正负电荷分离,此现象称为手征磁效应。在重离子碰撞实验中对电荷分离的测量主要受物理本底的影响,大部分的理论和实验工作一直致力于消除或减少这些本底。在此综述了相对论重离子碰撞中手征磁效应寻找的现状。Quark interactions with topological gluon fields in QCD can yield local P and CP violations which could explain the matter-antimatter asymmetry in our universe. Effects of P and CP violations can result in charge separation under a strong magnetic field, a phenomenon called the chiral magnetic effect (CME). Experimental measurements of the CME-induced charge separation in heavy-ion collisions are dominated by physics backgrounds. Major theoretical and experimental efforts have been devoted to eliminating or reducing those backgrounds. We review the current status of these efforts in the search for the CME in heavy-ion collisions.     

反铁磁链中Dzyaloshinskii–Moriya机制驱动矢量自旋手征束缚态的研究

Dzyaloshinskii-Moriya(DM)相互作用驱动的矢量自旋手征态,能和声子发生耦合,具备非常丰富的物理现象.本论文以一维反铁磁链中自旋手征-声子耦合模型为基础,研究不同声子环境下,耦合强度对自旋手征动力学演化过程的影响规律.结果表明,对自旋S=1/2的系统,在不同的声子浴(sub-Ohmic(0 1))中,均会在非相干到相干自旋涨落过程中产生无能隙一级相变,其来源是自旋手征束缚态的形成.相变发生的临界自旋-声子耦合强度正比于自旋涨落大小,反比于系统德拜频率.当自旋-声子耦合强度超过其临界值时,自旋手征束缚态的产生将极大地抑制非相干自旋涨落.     

单模手征光纤研究

对圆芯和内外包层都为手征介质构成的双包层手征光纤（W型）进行了解求解,导出了模式场解及模式特征方程,然后用数值计算的方法研究了手征参数对模式的色散曲线和截止频率的影响,结果发现在双包层光纤的纤芯中引入手征或在单包层光纤的包层中引入手征,都可以实现单模工作。     

基于极化电子散射的分子手征效应研究

手征(chiral)概念是许多科学领域所关注的焦点,其研究也是探索生命起源和生命活动最吸引人的研究方向之一。本简要介绍近几年基于极化电子散射实验的分子手征效应研究的实验方法及结果,并展望了该领域的实验发展前景,以希望能在高灵敏度及新实验方法基础上更深入研究手征效应的物理内容。     

利用格点量子色动力学研究手征平滑过渡温度和手征相变温度

回顾了最近关于手征平滑过渡温度和手征相变温度的研究结果。首先给出了在零重子化学势能下的手征平滑过渡温度为156.5(1.5) MeV,其次,给出了在非零重子化学势能下手征相转变曲线的二阶及四阶曲率分别为0.012(4)和0.000(4)。接着讨论了在格点QCD中第一次得到的量子色动力学的手征相变温度。在热力学极限、连续极限及手征极限下,我们得到手征相变温度为132$^{+3}_{-6}$ MeV。     

核物理中的手征微扰论

手征微扰论是基于量子色动力学的低能有效理论 ,已成为核物理和低能粒子物理研究的有力方法 .简单介绍了手征微扰论的基本概念、方法和应用 ,特别是近年来重子手征微扰论的形式发展和一些应用中的前沿问题. Chiral Perturbation Theory (CHPT), as a low-energy effective field theory based on QCD, is a powerful tool in the investigation of the nuclear and particle physics. We present an introduction to the basic idea, the method and the application of CHPT, and emphasize the recent development in the formalism and the application of baryon CHPT.