使用正则系综方法研究 $N_f=4$ 和 $N_f=2$ 的 QCD 有限密度相变

在寻找 QCD 临界点的进展中，我们使用正则系综方法研究了有限温度下 $N_f = 4$ 和 2 格点 QCD 的有限密度相变。我们发展了一种绕数展开方法，以从费米子行列式中精确投影出粒子数，这极大地扩展了重子数扇区的适用范围，使研究可行。我们的格点模拟使用 clover 费米子和改进的规范作用量进行。对于给定温度，我们从正则方法计算重子化学势，以寻找作为一级相变信号的混合相。在 $N_f=4$ 的情况下，由于有限体积中混合相的表面张力，我们在化学势-密度平面上观察到一个“S 形”结构，这是一级相变的信号。我们使用麦克斯韦等面积法确定了 $T_c$ 以下三个温度的相边界。两个外推边界的交点恰好位于 $T_c$ 处 $\mu = 0$ 的预期一级相变点。这验证了我们识别临界点的方法。我们还研究了 $N_f = 2$ 的情况，但在低至 0.83 $T_c$ 的温度下未观察到混合相的信号。