夸克产生、Bose-Einstein 凝聚与夸克 - 胶子等离子体的热化

本文研究了空间均匀系统中胶子和 $N_f$ 种味无质量夸克及反夸克的热化过程。首先，在 Boltzmann 方程的扩散近似下，推导了胶子与夸克（及反夸克）的两个耦合输运方程，碰撞项中仅包含 2<-> 2 过程。随后，数值求解这些输运方程以研究夸克 - 胶子等离子体的热化。在初始时刻，我们假设不存在夸克或反夸克，并选择胶子分布形式为 $f = f_0 \theta (1-p/Q_s)$，其中 $Q_s$ 为饱和动量，$f_0$ 为常数。系统的后续演化可能导致也可能不导致（瞬态）Bose 凝聚的形成，这取决于 $f_0$ 的值。事实上，我们观察到取决于 $f_0$ 值的三种不同模式：(a) 当 $f_0 < f_{0t}$ 时，无胶子 Bose-Einstein 凝聚 (BEC) 的热化；(b) 当 $f_{0t} < f_0 < f_{0c}$ 时，具有瞬态 BEC 的热化；(c) 当 $f_{0c} < f_0$ 时，具有 BEC 的热化。$f_{0t}$ 和 $f_{0c}$ 的值取决于 $N_f$。当 $f_0 > 1 > f_{0c}$ 时，BEC 的开始发生在有限时间 $t_c \sim 1/((\alpha_s f_0)^2 Q_s)$。我们还发现夸克产生会减缓热化过程：在相同 $Q_s$ 下，$N_f = 3$ 时的平衡时间通常比 $N_f = 0$ 时长约 5 到 6 倍。