“分裂”磁催化效应阻止强磁场中的真空超导性

通过比较两味和三味 Nambu--Jona-Lasinio (NJL) 模型，我们证明，由于对不同夸克味的手性凝聚产生分裂的磁催化效应 (MCE)，在恒定磁场 ${\bf B}=B\hat z$ 中直觉预期的真空超导性 (VSC) 受到抑制。基于简单的两味 NJL 模型，我们在最低朗道能级近似下阐明 $\pi^0$ 与 $\bar{\rho}^+_1$（自旋 $S_z=1$ 的 ${\rho}^+$ 介子）质量随较小 $B$ 的降低及其在较大 $B$ 下不同特征的相似起源。在完整朗道能级下，发现两味 NJL 模型无法研究具有物理真空质量 $775~{\rm MeV}$ 的 $\bar{\rho}^+_1$ 介子的磁场效应。进而，限于真空中 $\rho$ 介子质量低于双夸克阈值，即 $m_\rho^v<2m_q^v$，发现 $\pi^0$ 质量随 $B$ 先减后缓慢增，且相较于点粒子结果，$\bar{\rho}^+_1$ 介子质量消失点推迟到更大的 $B$。在更现实的三味 NJL 模型中，所有夸克质量因各自不同流质量与电荷的组合效应而在强磁场中分裂。通过选取更接近物理值的真空质量，发现 $\bar{\rho}^+_1$ 介子质量在较小 $B$ 区域与 LQCD 结果半定量一致，而在较大 $B$ 区域上升。这些特征主要是 $S_z-B$ 耦合效应与对复合 $u$、$d$ 夸克的分裂 MCE 之间相互作用的结果，当后者占主导时必然抑制 VSC。此外，中性赝标介子 $\pi^0,\eta_0$ 与 $\eta_8$ 之间的介子味混合被 $B$ 修正，这对抑制大 $B$ 下有效质量本征态的质量增强至关重要。