基于有效方法的两味彻色QCD相图

尽管经过激烈的实验和理论研究，QCD在有限夸克密度下的相图仍大体未被探索。从理论侧看，最直接的非扰动方法是格子QCD模拟，但其面临严重的符号问题。本文采用O(4)非线性σ模型作为两味彻色QCD在chiral极限下的有效理论。相同的自发对称性破缺模式表明它们属于相同的普适类。我们假设在高温下进行维度约化至3维O(4)模型，沿着Skyrme模型的思路，将拓扑电荷作为夸克数角色。在该有效表述中，可在不引起Monte Carlo模拟中任何符号问题的前提下，将夸克化学势 $\mu_B$ 纳入格子公式中。这使我们能够确定临界线，即临界温度 $T_{\rm c}(\mu_{B})$，其随 $\mu_B$ 单调递增减小。在 $0 < \mu_{B} \lesssim 309~{\rm MeV}$ 且 $132~{\rm MeV} \gtrsim T_{\rm c} \gtrsim 106~{\rm MeV}$ 的范围内，我们未发现临界端点（CEP），尽管在我们可探索的 $\mu_B$ 最大值附近仍有其存在迹象。