基于格点 QCD 的夸克 - 胶子等离子体弛豫时间与弛豫函数

我们提出了一种方法，能够基于 QCD 计算 Israel 和 Stewart 导出的因果耗散流体力学方程中耗散流的弛豫时间。我们指出，Israel-Stewart 方程并非唯一的因果耗散流体力学方程，因果耗散流体力学方程的形式由谱函数的形状决定，该谱函数反映了我们所考虑系统中基本激发的性质。我们的方法利用弛豫函数，该函数可使用线性响应理论从 QCD 计算得出。我们表明，弛豫函数可从耗散流的微观表示的谱函数中导出。我们还表明，仅当计算出的弛豫函数能很好地被指数衰减函数近似时，Israel-Stewart 方程才是可接受的，且弛豫时间可作为其衰减时间常数获得。以由粲夸克和胶子组成的等离子体的重子数耗散流为例，我们首次利用结合最大熵方法从淬火格点 QCD 导出的谱函数计算了弛豫函数。计算出的弛豫函数显示出强烈的振荡衰减行为，这是由于粲矢量强子 $J/\Psi$ 在 QCD 退禁闭相变温度以上依然存在所致。这一结果表明，Israel-Stewart 方程对粲夸克 - 胶子等离子体重子数耗散流的适用性非常值得怀疑。我们提出了一种改进 Israel-Stewart 方程的思路，即导出与强振荡衰减弛豫函数一致的流体力学方程。