具有动态固定粒子数的非理想π介子气中的电荷与同位旋涨落

我们研究在超相对论重离子碰撞中间阶段形成的、具有动态固定粒子数的非理想π介子气的行为。π介子谱在自洽 Hartree 近似下计算。推导了任意同位旋组成的π介子气中各类粒子数交叉协方差的一般表达式。分析了当温度从上方趋近π介子种类 $a=\pm,0$ 的玻色-爱因斯坦凝聚最大临界温度，即 $T>\max T_{\rm cr}^a$ 时交叉方差的行为。结果表明，在具有相等平均同位旋种类数的系统中，电荷方差 $Q=N_{+}-N_{-}$ 在 $T\to T_{\rm cr}=T_{\rm cr}^a$ 时发散，而总粒子数方差 $N=N_{+} + N_{-} + N_{0}$ 以及带电与中性π介子相对丰度方差 $G=(N_{+}+N_{-})/2 - N_{0}$ 在临界点保持有限。随后研究了具有小同位旋不平衡 $0<|G|\ll N$ 和 $0<|Q|\ll N$ 的π介子气中的涨落，计算了各π介子种类的有效质量、化学势和临界温度值的偏移，并找到了最高临界温度 $\mbox{max}T_{\rm cr}^{{a}}$，高于此温度π介子系统处于非凝聚相。对 $T>\mbox{max}T_{\rm cr}^{{a}}$ 计算了多种π介子交叉方差，其证明强烈依赖于系统的同位旋组成，而 $N$ 和 $G$ 的方差被发现直至 $G/N$ 和 $Q/N$ 的线性项均独立于同位旋不平衡。