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外部磁场下守恒电荷二阶涨落

高能物理 - 格点 2025-06-17 v2 高能物理 - 唯象学 核实验 核理论

摘要

我们在外部磁场下,对守恒电荷(B、Q和S)的二阶涨落与相关性进行了首次的格子QCD研究。该研究使用含物理胶质质量的(2+1)味格子QCD,通过高改进交错费米子(HISQ)在 48^3×12 和 32^3×8 网格上进行,覆盖磁场强度至 eB ≃ 0.8 GeV^2 的广泛范围。我们识别出磁场诱导对这些涨落和相关性的明显修改,其中B-Q相关涨落 χ^{BQ}_{11} 对磁场最为敏感。为将理论预测与实验可观测量衔接,我们在饱和气体(HRG)模型中实现系统性的动力学剪裁,模拟STAR和ALICE实验的探测器接受度,并构建可测量的涨落可观测量。我们的发现表明 χ^{BQ}_{11} 是探测QCD物质中磁场的“磁力计”的有前景的候选。此外,我们探索了涉及 χ^{BQ}_{11} 的实验相关比值,表明它们在抑制体积效应方面具有潜在优势,能够增强对碰撞环境中磁场的灵敏度。此外,我们评估了HRG模型在强磁场下的局限性,揭示了偏离,表明 hadronic 自由度经历了非平凡的修改。这些结果为QCD相图中热力学与磁场相互作用提供了新见解,并为在重离子碰撞中探测磁场提供了实验相关指导。

关键词

引用

@article{arxiv.2503.18467,
  title  = {Second order fluctuations of conserved charges in external magnetic fields},
  author = {Heng-Tong Ding and Jin-Biao Gu and Arpith Kumar and Sheng-Tai Li},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2503.18467},
  year   = {2025}
}

备注

24 pages, 14 figures. The manuscript version accepted by PRD now includes results incorporating the set2 kinematic cuts from the recent ALICE analysis (arXiv:2503.18743)