零温和有限温度下有限同位旋密度的格点QCD

我们在有限化学势 $\mu_I$(对应同位旋第三分量 $I_3$)下,模拟了具有动力学 $u$ 和 $d$ 夸克的格点QCD,温度分别为零和有限。在零温下,存在某个 $\mu_I$(记为 $\mu_c$),超过该值后,$I_3$ 和宇称会被带电π凝聚体自发破缺。这与有效(手征)拉格朗日量的预言定性一致,后者也预言 $\mu_c=m_\pi$。该相变表现为二级相变,其标度性质与这类有效拉格朗日量模型的平均场预言一致。我们还研究了高温下 $\mu_I > \mu_c$ 时 $I_3$ 对称性的恢复。对于足够大的 $\mu_I$,该有限温度相变表现为一级相变。随着 $\mu_I$ 减小,相变变为二级,并与零温相变连续连接。