TU Darmstadt / ULB / TUprints

QCD at finite density with Dyson-Schwinger equations

Müller, Daniel :
QCD at finite density with Dyson-Schwinger equations.
Technische Universität, Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2013)

[img]
Preview
Text
main.pdf
Available under Creative Commons Attribution Non-commercial No Derivatives, 2.5.

Download (863kB) | Preview
Item Type: Ph.D. Thesis
Title: QCD at finite density with Dyson-Schwinger equations
Language: English
Abstract:

In this work we investigate QCD at finite density with Dyson-Schwinger equations. In the first part we consider color-superconducting phases, which occur at high densities through the formation of quark-quark pairs. We describe 2SC and CFL phases with massive strange quarks. We calculate the phase diagram in a hard-thermal-loop / hard-dense-loop approximation which describes the back-coupling of massless quarks to the gluons. We fixed the vertex parameters to a chiral critical temperature of Tc=150 MeV. This approximation results in low critical temperatures for the color-superconducting phases around 20-30 MeV and a too large pion decay constant. To improve the truncation we couple the full color-superconducting quark propagator back to the gluons. In addition to more realistic vacuum observables also the critical temperatures increase to 40-60 MeV. We find a dominant CFL phase at high densities, while at intermediate chemical potential, the ground state is a 2SC phase which also extents to a small band between CFL and normal conducting phase. We also calculate Debye and Meissner masses of the gluons, which can reproduce the results of weak-coupling calculations.

In the second part of this work we consider chiral condensates with the possibility of spatial modulations. We investigate 1-dimensional modulations with plane-wave shape, which oscillate between a scalar and a pseudoscalar condensate, in the Dyson-Schwinger formalism. We find an inhomogeneous phase that covers the original first-order chiral phase transition, which is in agreement with similar model calculations.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
In dieser Arbeit untersuchen wir QCD bei endlicher Dichte mit Dyson-Schwinger Gleichungen. Im ersten Teil betrachten wir dabei farbsupraleitende Phasen, welche bei hohen Dichten durch Bildung von Quark-Quark Paaren auftreten. Wir beschreiben dabei die 2SC und CFL Phase mit massiven Strangequarks. Zunächst berechnen wir das Phasendiagramm in einer Hard-Thermal-Loop / Hard-Dense-Loop Näherung, welche nackte masselose Quarks an die Gluonen rückkoppelt. Die Vertex Parameter fitteten wir an eine chirale kritische Temperatur von Tc=150 MeV. Diese Näherung ergibt recht niedrige kritische Temperaturen für die farbsupraleitenden Phasen um 20-30 MeV und eine zu hohe Pionzerfallskonstante. Zur Verbesserung der Trunkierung koppeln wir anschließend den vollen farbsupraleitenden Quarkpropagator an die Gluonen. Neben den realistischeren Vakuumobservablen steigen die kritischen Temperaturen auch auf 40-60 MeV an. Wir finden eine dominante CFL Phase bei hohen Dichten, bei mittlerem chemischen Potential ist der Grundzustand eine 2SC Phase, welche auch stets in einem schmalen Band zwischen CFL und normalleitender Phase auftritt. Wir berechnen auch Debye- und Meissnermassen der Gluonen, welche die Vorhersagen von Rechnungen bei schwacher Kopplung reproduzieren können. Im zweiten Teil der Arbeit betrachten wir chirale Kondensate mit räumlichen Modulationen. Wir untersuchen dazu eindimensionale Modulationen in Form einer ebenen Welle, welche zwischen einem skalaren und einem pseudoskalaren Kondensat rotiert, im Dyson-Schwinger Formalismus und lösen das System. Wir erhalten eine inhomogene Phase, die den ursprünglich chiralen Phasenübergang erster Ordnung überdeckt, was mit Ergebnissen aus vergleichbaren Modellrechnungen übereinstimmt.German
Place of Publication: Darmstadt
Uncontrolled Keywords: color superconductivity, inhomogeneous phases, Dyson-Schwinger equations, strong interaction, QCD phase diagram
Classification DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
Divisions: 05 Department of Physics > Institute of Nuclear Physics
Date Deposited: 21 Jun 2013 07:49
Last Modified: 21 Jun 2013 07:49
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-34836
Referees: Wambach, Prof. Dr. Jochen and Buballa, PD Dr. Michael
Refereed: 27 May 2013
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/3483
Export:
Actions (login required)
View Item View Item

Downloads

Downloads per month over past year