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手征极限下带温度和化学势的两味道 Wilson 费米子 QCD 的相结构

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手征极限下带温度和化学势的两味道 Wilson 费米子 QCD 的相结构. 吴良凯 罗向前 (教授) 中山大学. 罗向前 教授. Outline. Introduction Lattice formulation Lattice QCD with Imaginary Chemical Potential with Wilson Quarks Conclusion. I. Introduction. Phase diagram of QCD at zero-density. Satz’s and Aoki’s talks. - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: 手征极限下带温度和化学势的两味道 Wilson 费米子 QCD 的相结构

手征极限下带温度和化学势的两味道 Wilson 费米

子 QCD 的相结构

吴良凯 罗向前 (教授)中山大学

罗向前 教授

Page 2: 手征极限下带温度和化学势的两味道 Wilson 费米子 QCD 的相结构

Outline

• Introduction

• Lattice formulation

• Lattice QCD with Imaginary Chemical Potential with Wilson Quarks

• Conclusion

Page 3: 手征极限下带温度和化学势的两味道 Wilson 费米子 QCD 的相结构

Satz’s and Aoki’s talks

Phase diagram of QCD at zero-densityI. Introduction

Page 4: 手征极限下带温度和化学势的两味道 Wilson 费米子 QCD 的相结构

两味道 QCD 在手征极限下的相图

Four fermion model: Alford, Wilczek, et al.,

QGP

2SC

Tricritical pointHadronic phase

Page 5: 手征极限下带温度和化学势的两味道 Wilson 费米子 QCD 的相结构

II. Lattice Formulation

fN 味夸克的系统的配分函数为(带有化学势)

gf sN eU))[dU]Det(M(

fg ssedddUZ ]][][[

fsgs 为纯规范场作用量, 为夸克作用量

Page 6: 手征极限下带温度和化学势的两味道 Wilson 费米子 QCD 的相结构

• 纯规范场作用量

with β=6/g2

• 在格点上代换为 Wilson 作用量

Page 7: 手征极限下带温度和化学势的两味道 Wilson 费米子 QCD 的相结构

利用 Wilson 费米子 , 则费米子矩阵为:

在需要考虑化学势时,代换费米子作用量中时间方向的链,引入化学势。

Page 8: 手征极限下带温度和化学势的两味道 Wilson 费米子 QCD 的相结构

但是:引入化学势后 , 对 SU(3)

5

5

† †5

† †5

( ) , ( 0)

( ) , ( 0)

M M

M M

费米子矩阵的行列式为复数,使得 Monte Carlo 模拟不能进行。

Page 9: 手征极限下带温度和化学势的两味道 Wilson 费米子 QCD 的相结构

• 连续的夸克作用量

• 在格点上代换为离散的夸克作用量

M 是离散的费米子矩阵

Page 10: 手征极限下带温度和化学势的两味道 Wilson 费米子 QCD 的相结构

解决办法a. Improved reweighting

b. Imaginary chemical potential

Page 11: 手征极限下带温度和化学势的两味道 Wilson 费米子 QCD 的相结构

III. Lattice QCD with Imaginary Chemical Potential With Wilson Quarks

Page 12: 手征极限下带温度和化学势的两味道 Wilson 费米子 QCD 的相结构

The Phase diagram suggested by Roberge and Weiss

First order

Page 13: 手征极限下带温度和化学势的两味道 Wilson 费米子 QCD 的相结构

Polyakov loop

Chiral condensate

1

0

( ) [ ( )]tN

tt

P x Tr U x

( )

1

1[ ][ ][ ]

1[ ] ( )( ( ))

G F

f G

S S

N S

t

dU d d eZ

dU M U DetM U eZVN

Some observables considered

Page 14: 手征极限下带温度和化学势的两味道 Wilson 费米子 QCD 的相结构

Nf=2 of KS fermions

Nf=4 of KS fermions

Deconfinement phase transition

Phase diagran suggested by MC study

Z(3) transition, First order

Page 15: 手征极限下带温度和化学势的两味道 Wilson 费米子 QCD 的相结构

The results above indicate that at higher T, there is Z(3) first order phase transition for QCD with Wilson quarks at imaginary chemical potential.

First Results from two flavors of Wilson fermions

Second scan in this direction, deconfinement transition

First scanThis directionZ(3) tranition

Page 16: 手征极限下带温度和化学势的两味道 Wilson 费米子 QCD 的相结构

History and histogram at a I =0.262

Page 17: 手征极限下带温度和化学势的两味道 Wilson 费米子 QCD 的相结构

The phase of Polyakov loop changes with imaginary chemical potential at different coupling at kappa=0.1

6

Page 18: 手征极限下带温度和化学势的两味道 Wilson 费米子 QCD 的相结构

The determination of chiral limit

• Determine the chiral limit through the axial vector Ward-Takahashi identity

Y.Iwasaki, K.Kanaya,et al, Phys.Rev.Lett.67,1494(1991)

On the lattice

with

Page 19: 手征极限下带温度和化学势的两味道 Wilson 费米子 QCD 的相结构

The average number of iteration for the fermionic matrix inversio invN

invN Is enormously large at chiral limit in the confining phase

invN Is of order several hundreds in the deconfining phase

Page 20: 手征极限下带温度和化学势的两味道 Wilson 费米子 QCD 的相结构

invN From hot start cold start

Page 21: 手征极限下带温度和化学势的两味道 Wilson 费米子 QCD 的相结构

Results from the scanning along the temperature axis, i.e. beta axis.

Page 22: 手征极限下带温度和化学势的两味道 Wilson 费米子 QCD 的相结构
Page 23: 手征极限下带温度和化学势的两味道 Wilson 费米子 QCD 的相结构

Critical beta as a function of imaginary chemical potential

)())(27(649.0)1(203.5 442IIc aOa

To obtain critical beta as a function of real chemical potential, replace I by Ii

)())(27(649.0)1(203.5 442IIc aOa

Page 24: 手征极限下带温度和化学势的两味道 Wilson 费米子 QCD 的相结构

Using the renormalization group equation

and

obtain

Page 25: 手征极限下带温度和化学势的两味道 Wilson 费米子 QCD 的相结构

The finite size scaling of chiral condensate

Page 26: 手征极限下带温度和化学势的两味道 Wilson 费米子 QCD 的相结构

The history and histogran of chiral condensate

Page 27: 手征极限下带温度和化学势的两味道 Wilson 费米子 QCD 的相结构

IV. Conclusion

Second order

Crossover First orderL.G.Yaffe, B.Svetisky, Phys.Rev.D26,963(1982)

Page 28: 手征极限下带温度和化学势的两味道 Wilson 费米子 QCD 的相结构

QCD Phase Diagram on the (T,μ) plane

from lattice QCD

Multi-dimensional reweighting: Fodor and Katz, …

Hamiltonian lattice QCD with Wilson quarks

X.Q. Luo, Phys. Rev. D70 ( 2004 ) 091504   (Rapid Commun.)

X.L. Yu, X.Q. Luo, hep-lat/0508032

Hamiltonian lattice QCD: Greogry, Guo, Kroger, X.Q. Luo, Phys. Rev. D62 (2000) 054508.

Y. Fang, X.Q. Luo, Phys. Rev. D69 (2004) 114501.

Lagrangian Lattice QCD from Imaginary chemical potential method: de Forcrand, Lombardo, H. Chen, X.Q. Luo, Phys. Rev. D72 (2005) 034504

CPPACS

Bielefeld

We are making efforts

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谢谢大家!