Фазові діаграми релятивістської самовзаємодіючої бозонної системи
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe69.8.560Ключові слова:
релятивiстська бозонна система, конденсацiя Бозе–Айнштайна, фазовий перехiдАнотація
У рамках формалiзму канонiчного ансамблю та моделi середнього поля дослiджується система взаємодiючих релятивiстських бозонiв при скiнченних температурах i скiнченних густинах iзоспiну. Середнє поле мiстить як притягальну, так i вiдштовхувальну складовi. Отримано залежностi термодинамiчних величин вiд температури та густини iзоспiну. Показано, що у разi наявностi притягання мiж частинками в такiй бозоннiй системi, на фонi бозе-айнштайнiвської конденсацiї додатково виникає фазовий перехiд рiдина–газ. Наведено вiдповiднi фазовi дiаграми. Пояснено причини, чому наявнiсть бозе-конденсату значно пiдвищує критичну температуру фазового переходу рiдина–газ у порiвняннi з температурою, отриманою для тiєї ж системи без взаємодiї в рамках статистики Больцмана. Отриманi результати можуть застосовуватися при iнтерпретацiї експериментальних даних, зокрема у питаннi, наскiльки критична точка змiшаної фази чутлива до присутностi конденсату Бозе–Айнштайна.
Посилання
A. Bzdak, S. Esumi, V. Koch, J. Liao, M. Stephanov, N. Xu. Mapping the phases of quantum chromodynamics with beam energy scan. Phys. Reports 853, 1 (2020).
https://doi.org/10.1016/j.physrep.2020.01.005
A. Anselm, M. Ryskin. Production of classical pion field in heavy ion high energy collisions. Phys. Lett. B 226, 482 (1991).
https://doi.org/10.1016/0370-2693(91)91073-5
J.-P. Blaizot, Krzwitski. Soft-pion emission in high-energy heavy-ion collisions. Phys. Rev. D 46, 246 (1992).
https://doi.org/10.1103/PhysRevD.46.246
J.D. Bjorken. A full-acceptance detector for SSC physics at low and intermediate mass scales: an expression of interest to the SSC. Intern. J. Mod. Phys. A 7, 4189 (1992).
https://doi.org/10.1142/S0217751X92001885
I.N. Mishustin, W. Greiner. Multipion droplets. J. Phys. G 19, L101 (1993).
https://doi.org/10.1088/0954-3899/19/7/001
D.T. Son, M.A. Stephanov. QCD at finite isospin density. Phys. Rev. Lett. 86, 592 (2001).
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.86.592
J. Kogut, D. Toublan. QCD at small non-zero quark chemical potentials. Phys. Rev. D 64, 034007 (2001).
https://doi.org/10.1103/PhysRevD.64.034007
D. Toublan, J. Kogut. Isospin chemical potential and the QCD phase diagram at nonzero temperature and baryon chemical potential. Phys. Lett. B 564, 212 (2001).
https://doi.org/10.1016/S0370-2693(03)00701-9
A. Mammarella, M. Mannarelli. Intriguing aspects of meson condensation. Phys. Rev. D 92, 085025 (2015).
https://doi.org/10.1103/PhysRevD.92.085025
S. Carignano, L. Lepori, A. Mammarella, M. Mannarelli, G. Pagliaroli. Scrutinizing the pion condensed phase. Eur. Phys. J. A 53, 35 (2017).
https://doi.org/10.1140/epja/i2017-12221-x
M. Mannarelli. Meson condensation. Particles 2, 411 (2019).
https://doi.org/10.3390/particles2030025
B.B. Brandt, G. Endr˝odi. QCD phase diagram with isospin chemical potential. PoS LATTICE 2016 039 (2016).
https://doi.org/10.22323/1.256.0039
B.B. Brandt, G. Endr˝odi, S. Schmalzbauer. QCD at finite isospin chemical potential. EPJ Web Conf. 175, 07020 (2018).
https://doi.org/10.1051/epjconf/201817507020
B.B. Brandt, G. Endr˝odi, and S. Schmalzbauer. QCD phase diagram for nonzero isospin-asymmetry. Phys. Rev. D 97, 054514 (2018).
https://doi.org/10.1103/PhysRevD.97.054514
D. Anchishkin, I. Mishustin, H. Stoecker. Phase transition in interacting boson system at finite temperatures. J. Phys. G 46, 035002 (2019).
https://doi.org/10.1088/1361-6471/aafea8
I.N. Mishustin, D.V. Anchishkin, L.M. Satarov, O.S. Stashko, H. Stoecker. Condensation of interacting scalar bosons at finite temperatures. Phys. Rev. C 100, 022201(R) (2019).
https://doi.org/10.1103/PhysRevC.100.022201
D. Anchishkin, I. Mishustin, O. Stashko, D. Zhuravel, H. Stoecker. Finite-temperature Bose-Einstein condensation in interacting boson system. Ukr. J. Phys. 64, 1118 (2019).
https://doi.org/10.15407/ujpe64.12.1118
O.S. Stashko, D.V. Anchishkin, O.V. Savchuk, M.I. Gorenstein. Thermodynamic properties of interacting bosons with zero chemical potential. J. Phys. G 48, 055106 (2020).
https://doi.org/10.1088/1361-6471/abd5a5
D. Anchishkin, V. Gnatovskyy, D. Zhuravel, V. Karpenko. Selfinteracting particle-antiparticle system of Bosons. Phys. Rev. C 105, 045205 (2022).
https://doi.org/10.1103/PhysRevC.105.045205
D. Anchishkin, V. Vovchenko. Mean-field approach in the multi-component gas of interacting particles applied to relativistic heavy-ion collisions. J. Phys. G 42, 105102 (2015).
https://doi.org/10.1088/0954-3899/42/10/105102
D.V. Anchishkin. Particle finite-size effects as a mean-field approximation. Sov. Phys. JETP 75, 195 (1992).
D. Anchishkin, E. Suhonen. Generalization of meanfield models to account for effects of excluded-volume. Nucl. Phys. A 586, 734 (1995).
https://doi.org/10.1016/0375-9474(94)00822-5
R.V. Poberezhnyuk, V. Yu. Vovchenko, D.V. Anchishkin, M.I. Gorenstein. Limiting temperature of pion gas with the van der Waals equation of state. J. Phys. G 43, 095105 (2016).
https://doi.org/10.1088/0954-3899/43/9/095105
E.E. Kolomeitsev, D.N. Voskresensky. Fluctuations in nonideal pion gas with dynamically fixed particle number. Nucl. Phys. A 973, 89 (2018).
https://doi.org/10.1016/j.nuclphysa.2018.02.010
E.E. Kolomeitsev, M.E. Borisov, D.N. Voskresensky. Particle number fluctuations in a non-ideal pion gas. EPJ Web of Conferences 182, 02066 (2018).
https://doi.org/10.1051/epjconf/201818202066
E.E. Kolomeitsev, D.N. Voskresensky, M.E. Borisov. Charge and isospin fluctuations in a non-ideal pion gas with dynamically fixed particle number. Europ. Phys. J. A 57, 145 (2021).
https://doi.org/10.1140/epja/s10050-021-00457-0
L. Adamczyk et al. [STAR Collab.]. Bulk properties of the medium produced in relativistic heavy-ion collisions from the beam energy scan program. Phys. Rev. C 96, 044904 (2017).
B. Abelev et al. [ALICE Collab.]. Pion, kaon, and proton production in central Pb-Pb collisions at √sNN = 2.76 TeV. Phys. Rev. Lett. 109, 252301 (2012).
J.P. Hansen, I.R. McDonald. Theory of Simple Liquids (Academic Press, 2006) [ISBN: 9781493300846].
L.M. Satarov, M.I. Gorenstein, A. Motornenko, V. Vovchenko, I.N. Mishustin, H. Stoecker. Bose-Einstein condensation and liquid-gas phase transition in alpha-matter. J. Phys. G 44, 125102 (2017).
https://doi.org/10.1088/1361-6471/aa8c5d
V. Vovchenko, D.V. Anchishkin M.I. Gorenstein. Van der Waals equation of state with Fermi statistics for nuclear matter. Phys. Rev. C 91, 064314 (2015).
https://doi.org/10.1103/PhysRevC.91.064314
J. B. Natowitz, K. Hagel, Y. Ma, M. Murray, L. Qin, R. Wada, J. Wang. Limiting temperatures and the equation of state of nuclear matter. Phys. Rev. Lett. 89, 212701 (2002).
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.89.212701
V.A. Karnaukhov et al. Critical temperature for the nuclear liquid gas phase transition. Phys. Rev. C 67, 011601 (2003).
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
