《利用量子輸運方法研究手征反常流體》是依託山東大學，由高建華擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：利用量子輸運方法研究手征反常流體
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：高建華
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
量子色動力學非平庸的真空拓撲性質可以導致高能重離子碰撞中產生手征反常流體，並引發手征磁效應和手征渦旋效應，對它們的研究是當前高能重離子碰撞和量子色動力學領域的重要前沿課題。我們前期在PRL的工作發現量子輸運方法是能夠自洽描述手征反常流體的理想工具，我們從無相互作用的理想體系出發，利用量子輸運方程同時得到了量子手征反常、手征磁效應、手征渦旋效應以及定域極化效應。本項目的目標就是將前期開始的這一量子輸運方法進一步發展，並把它套用到更加實際的體系中。首先，把時空梯度和弱場展開的一階修正推廣到高階修正，得到體系的高階輸運係數；然後，把以前非常理想化的條件假設，比如勻強穩恆電磁場和溫度場等，推廣到更一般的任意電磁場和任意溫度分布的情形；最後，把無相互作用的體系推廣到有相互作用的體系，給出在有相互作用情形下量子輸運方程的微擾展開方案，並把它具體套用到一些比較簡單的相互作用模型中。
結題摘要
在相對論重離子碰撞中，QCD非平庸的真空拓撲結構可以產生手征反常流體，從而引發手征磁效應和手征渦旋效應。對手征磁效應和手征渦旋效應的研究是當前高能重離子碰撞領域的重要前沿課題。通過本項目的資助，我們把前期工作中的量子輸運方法推廣到了更加實際的物理情形下。首先，我們把以前非常理想化的勻強穩恆電磁場的條件假設，推廣到更一般的任意電磁場的情形；並利用線性回響理論得到了手征磁導率與電磁場頻率在一圈近似下的一般依賴關係。這是區別於其他量子輸運方法的重要結果，其他方法只能得到硬熱圈或硬密度圈近似的結果。其次，我們把以前工作中比較笨拙複雜的待定係數法發展為一套非常簡單自洽的自疊代方法，從而可以非常直接方便地得到一些解的高階修正，這是以前待定係數法所很難得到的，為研究高階輸運係數提供了理論基礎。在此方法的基礎上，我們已經初步得到了手征反常二階輸運係數。最後，我們把以前局限於平衡態附近的展開方案推廣到任意的動力學演化體系，發現了Wigner函式解耦定理：在手征極限背景場情形下，我們運用 ℏ 展開的微擾方法，發現在魏格納函式的四個分量中，最終獨立的只用時間分量，其他分量都可以顯現地表示成時間分量的形式，而且最後的演化方程也化簡成了一個，這一結論對於ℏ 展開的所有階都是成立的，這和經典輸運理論中的粒子相空間分布函式滿足玻爾茲曼方程非常的類似，這一研究成果為以後人們利用數值計算方法求解量子輸運方程有非常重要的理論意義。在這一工作中我們還發現輸運理論導致手征反常的原因除了Berry曲率項還有可能存在額外奇異項。
