Giessener Elektronische Bibliothek

GEB - Giessener Elektronische Bibliothek

Chiral and deconfinement phase transitions in Nf=2 and Nf=2+1 quantum chromodynamics

Der chirale und deconfinement Phasen├╝bergang in Nf=2 und Nf=2+1 Quantenchromodynamik

L├╝cker, Jan


Zum Volltext im pdf-Format: Dokument 1.pdf (3.134 KB)


Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:hebis:26-opus-101287
URL: http://geb.uni-giessen.de/geb/volltexte/2013/10128/

Bookmark bei del.icio.us


Freie Schlagwörter (Deutsch): Quantenchromodynamik , Phasendiagramm , Confinement , chirale Symmetrie , Dyson-Schwinger-Gleichungen
Freie Schlagwörter (Englisch): quantum chromodynamics , phase diagram , confinement , chiral symmetry , Dyson-Schwinger equations
Universität Justus-Liebig-Universit├Ąt Gie├čen
Institut: Institut f├╝r theoretische Physik
Fachgebiet: Physik
DDC-Sachgruppe: Physik
Dokumentart: Dissertation
Sprache: Englisch
Tag der m├╝ndlichen Pr├╝fung: 10.10.2013
Erstellungsjahr: 2013
Publikationsdatum: 23.10.2013
Kurzfassung auf Englisch: In this thesis, we investigate the phase structure of quantum chromodynamics (QCD) in the framework of Dyson-Schwinger equations (DSEs). The aim is to study the chiral and deconfinement phase transitions at finite chemical potential. To this end, we employ and test a novel truncation scheme for the quark and gluon Dyson-Schwinger equations. We develop our truncation in three steps. To begin with, we use a quenched gluon propagator from lattice Yang-Mills theory. To account for unquenching, we then add the quark loop in the gluon DSE, firstly with bare quarks and in the final version of our truncation with fully dressed quarks. In the last step it is also possible to take into account the coupling of light and strange quarks.
In effective models, fermionic fluctuations have been shown to move the critical end-point to large densities. We confirm this finding within our truncation for the unquenched gluon. However, this effect is suppressed once the full non-perturbative quark in the quark loop is taken into account.
For the confinement/deconfinement transition we investigate three order parameters that are accessible from the quark and gluon propagators. These are the dressed Polyakov loop, the Polyakov-loop potential and positivity violations in the quark propagator. From both Polyakov-loop related order parameters, we find that the deconfinement transition can always be found in vicinity of the chiral transition. Especially at the critical end-point the phase transitions coincide. We also find that signals of positivity violations in the quark propagator vanish at the chiral transition for the two-flavour case. However, with 2+1 flavours, we find a region at large density where chiral symmetry is restored but positivity is violated. This requires further investigations.
Finally, we improve our truncation by considering the back-reaction of pions in a model that has been developed in previous work. Within this model we find only a small impact on the phase structure.
Kurzfassung auf Deutsch: In dieser Arbeit betrachten wir die Phasenstruktur der Quantenchromodynamik (QCD) mithilfe von Dyson-Schwinger Gleichungen (DSEs). Das Ziel ist es, den chiralen und den deconfinement Phasen├╝bergang bei endlichem chemischen Potential zu beschreiben. Dazu entwickeln und testen wir ein neuartiges Trunkierungsschema der Quark- und Gluon-Dyson-Schwinger-Gleichungen. Diese Trunkierung entwickeln wir in drei Schritten. Zun├Ąchst verwenden wir ein gequenchtes Gluon das wir aus Gitter-Yang-Mills-Rechnungen erhalten. Zur Beschreibung von Unquenching-Effekten f├╝gen wir den Quark-Loop in der Gluon-DSE hinzu, erst mit nackten Quarks und schlie├člich mit voll gedressten Quarks. Im letzten Schritt ist es auch m├Âglich die Kopplung von leichten und Strange-Quarks zu betrachten.
In effektiven Modellen wurde gezeigt, dass fermionische Fluktuationen den kritischen Endpunkt zu gro├čen Dichten hin verschieben. Mithilfe unserer Trunkierung des ungequenchten Gluons k├Ânnen wir diesen Effekt best├Ątigen. Allerdings wird er unterdr├╝ckt sobald die voll nichtperturbativen Quarks im Quarkloop ber├╝cksichtigt werden.
Zur Beschreibung des Confinement/Deconfinement-├ťbergangs betrachten wir drei Ordnungsparameter die mit Quark- und Gluonpropagatoren beschrieben werden k├Ânnen. Dies sind der gedresste Polyakov-Loop, das Polyakov-Loop-Potential und Positivit├Ątsverletzungen im Quarkpropagator. Aus beiden mit dem Polyakov-Loop verwandten Ordnungsparametern ergibt sich ein Deconfinement-├ťbergang der immer in der N├Ąhe des chiralen ├ťbergangs liegt. Insbesondere koinzidieren die Phasen├╝berg├Ąnge am kritischen Endpunkt. Weiterhin finden wir, dass im Zwei-Flavour-Fall Anzeichen von Positivit├Ątsverletzungen im Quarkpropagator am chiralen Phasen├╝bergang verschwinden. F├╝r 2+1 Flavours zeigt sich jedoch eine Region bei gro├čen Dichten, in der die chirale Symmetrie restauriert ist, der Quarkpropagator aber Positivit├Ąt verletzt. Dies erfordert weitere Studien.
Schlie├člich verbessern wir unsere Trunkierung indem wir die R├╝ckkopplung von Pionen mithilfe eines Modells, das in vorherigen Arbeiten entwickelt wurde, ber├╝cksichtigen. In diesem Modell finden wir nur einen kleinen Einfluss auf das Phasendiagramm.
Lizenz: Veröffentlichungsvertrag für Publikationen ohne Print on Demand