非零同位旋化学势下的格点量子色动力学

采用正则方法，通过分析固定同位旋数密度的系统，研究了非零同位旋化学势下的量子色动力学（QCD）。为构建这些系统，我们开发了一系列新算法，用于执行多强子系统所需的大量Wick收缩。随后，我们利用这些方法研究了在空间尺度$L\sim$ 2.0、2.5和3.0 fm的三个规范场系综中，量子数对应最多72个$\pi^+$的系统，其中轻夸克质量对应的π介子质量为390 MeV。我们提取了这些系统的基态能量，并利用这些能量的体积依赖性确定了$\pi^+$之间的二体和三体相互作用。所研究的系统对应的同位旋密度高达$\rho_I\sim 9\ {\rm fm}^{-3}$，并探测了同位旋化学势$\mu_I$在$m_\pi\ \lsim \mu_I\ \lsim 4.5\ m_\pi$范围内的行为，从而使我们能够研究低温下随同位旋化学势变化的QCD相图。通过研究系统的能量密度，我们为系统在$\mu_I\ \gsim m_\pi$时转变为玻色-爱因斯坦凝聚相这一猜想提供了数值证据。