从手征 EFT 到微扰 QCD:对称核物质的贝叶斯模型混合方法
核理论
2025-04-01 v3 高能天体物理现象
高能物理 - 唯象学
摘要
约束强相互作用稠密物质的状态方程 (EOS) 是大量实验、观测和理论工作的焦点。手征有效场理论 (EFT) 能够描述介于典型核密度与中子星外核密度之间的 EOS,而微扰 QCD (pQCD) 可应用于退禁闭夸克物质的性质,两者均具有量化的理论不确定性。然而,用具有严格量化不确定性的单一 EOS 描述介于两者之间的全密度范围是一个具有挑战性的问题。来自 EFT 和 pQCD 的贝叶斯多模型推断有助于弥合这两种理论之间的差距。在这项工作中,我们引入了一个相关的贝叶斯模型混合框架,该框架使用高斯过程 (GP) 将不同的信息同化到对称核物质的单一 QCD EOS 中。目前的实现使用平稳 GP,在考虑每种理论截断误差的同时,仅从 EFT 和 pQCD 的 EOS 推断出该混合 EOS。GP 分别在 EFT 和 pQCD 有效的低密度和高密度区域以数密度函数的压力进行训练。我们对 GP 核超参数施加先验,以抑制这些区域之间非物理相关性。这与平稳性假设一起,为压力和声速产生了平滑的 EFT 到 pQCD 曲线。我们表明,使用不相关混合需要将 EFT 或 pQCD 中至少一个不受控地外推到微扰级数失效的区域,并导致非因果的 EOS。我们还讨论了该框架向非平稳和低可微 GP 核的扩展,其未来在中子星物质中的应用,以及结合来自核理论、实验和多信使天文学的额外约束。
引用
@article{arxiv.2404.06323,
title = {From chiral EFT to perturbative QCD: a Bayesian model mixing approach to symmetric nuclear matter},
author = {A. C. Semposki and C. Drischler and R. J. Furnstahl and J. A. Melendez and D. R. Phillips},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.06323},
year = {2025}
}
备注
22 pages, 9 figures, now updated with the version published in PRC