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无外推的有限密度格子 QCD:基于规范正规系的粗观热力学(含物理夸克质量)

高能物理 - 格点 2026-04-16 v1

摘要

量子色动力学(QCD)在有限密度下最常以格子上 grand 规范系(grand canonical ensemble)的形式表述。由于在有限夸克化学势(μB\mu_B)时格子 QCD 存在复作用问题,其有限密度结果是间接的,例如以一组展ington 系数形式呈现。相较之下,规范正规系提供了针对整数净夸克数目的直接结果。本文首次在含物理夸克质量的规范正规系中呈现结果。为此,我们使用我们在 μB=0\mu_B=0 时生成的高统计量有限体积格子数据集(163×816^3\times8),并采用我们的 4HEX 交错作用。我们将规范正规系扩展到非整数净夸克数,并将结果重新连接到 grand 规范系。与对真实 μB\mu_B 的重新加权不同,这一方法也可用于根号交错夸克。对于可以通过计算力量克服信任问题的密度,本方案直接提供格子 QCD 结果(例如压力、夸克密度),无需在夸克化学势中进行任何外推。在本工作中,我们通过研究粗观热力学可观测量绘制相位图,表明该方法在 μB500\mu_B\approx500~MeV 处可行。

关键词

引用

@article{arxiv.2604.14117,
  title  = {Finite density lattice QCD without extrapolation: Bulk thermodynamics with physical quark masses from the canonical ensemble},
  author = {Alexander Adam and Szabolcs Borsányi and Zoltán Fodor and Jana N. Guenther and Ludovica Pirelli and Paolo Parotto and Attila Pásztor and Chik Him Wong},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2604.14117},
  year   = {2026}
}

备注

23 pages, 11 figures