Published July 24, 2019 | Version v1
Publication Open

Thermodynamical consistency of quasiparticle model at finite baryon density

  • 1. Universidade Estadual Paulista (Unesp)
  • 2. China University of Geosciences
  • 3. Universidade de São Paulo
  • 4. Yangzhou University
  • 5. Universidade Federal do Rio de Janeiro
  • 6. Universidade Federal Fluminense

Description

In this work, we revisit the thermodynamical self-consistency of the quasiparticle model with the finite baryon chemical potential adjusted to lattice QCD calculations. Here we investigate the possibility that the effective quasiparticle mass is also a function of its momentum $k$, in addition to temperature $T$ and chemical potential $\ensuremath{\mu}$. It is found that the thermodynamic consistency can be expressed in terms of an integrodifferential equation concerning $k$, $T$, and $\ensuremath{\mu}$. We further discuss two special solutions, both can be viewed as a sufficient condition for the thermodynamical consistency, while expressed in terms of a particle differential equation. The first case is shown to be equivalent to those previously discussed by Peshier et al. The second one, obtained through an ad hoc assumption, is an intrinsically different solution where the particle mass is momentum dependent. These equations can be solved by using boundary condition determined by the lattice QCD data at vanishing baryon chemical potential. By numerical calculations, we show that both solutions can reasonably reproduce the recent lattice QCD results of the Wuppertal-Budapest and HotQCD Collaborations, and in particular, those concerning finite baryon density. Possible implications are discussed.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

في هذا العمل، نعيد النظر في الاتساق الذاتي الديناميكي الحراري لنموذج شبه الجسيمات مع ضبط الجهد الكيميائي الباريوني المحدود على حسابات QCD الشبكية. هنا نحقق في إمكانية أن تكون كتلة شبه الجسيمات الفعالة أيضًا دالة على زخمها $k$، بالإضافة إلى درجة الحرارة $T $ والجهد الكيميائي $\ensuremath {\ mu }$. وجد أنه يمكن التعبير عن الاتساق الديناميكي الحراري من حيث المعادلة التفاضلية المتكاملة المتعلقة بـ $ k $ و $ T $ و $\ensuremath {\ mu }$. كما نناقش حلين خاصين، يمكن اعتبارهما شرطًا كافيًا للتناسق الديناميكي الحراري، بينما يتم التعبير عنهما من حيث المعادلة التفاضلية للجسيمات. تبين أن الحالة الأولى تعادل تلك التي ناقشها بيشير وآخرون سابقًا. والثاني، الذي يتم الحصول عليه من خلال افتراض مخصص، هو حل مختلف جوهريًا حيث تعتمد كتلة الجسيم على الزخم. يمكن حل هذه المعادلات باستخدام حالة الحدود التي تحددها بيانات QCD الشبكية عند تلاشي الجهد الكيميائي للباريون. من خلال الحسابات العددية، نظهر أن كلا الحلين يمكن أن ينسخ بشكل معقول نتائج QCD الشبكية الأخيرة لتعاونات Wuppertal - Budapest و HotQCD، وعلى وجه الخصوص، تلك المتعلقة بكثافة الباريون المحدودة. تتم مناقشة الآثار المحتملة.

Translated Description (French)

Dans ce travail, nous revisitons l'autocohérence thermodynamique du modèle de quasi-particules avec le potentiel chimique fini du baryon ajusté aux calculs de QCD du réseau. Nous étudions ici la possibilité que la masse effective des quasi-particules soit également fonction de sa quantité de mouvement $k$ , en plus de la température $T$ et du potentiel chimique $ \ensuremath {\mu}$ . On trouve que la consistance thermodynamique peut être exprimée en termes d'équation intégrodifférentielle concernant $k$ , $T$ et $ \ ensuremath{\mu}$ . Nous discutons en outre de deux solutions spéciales, toutes deux pouvant être considérées comme une condition suffisante pour la cohérence thermodynamique, tout en étant exprimées en termes d'équation différentielle de particules. Le premier cas s'avère équivalent à ceux précédemment discutés par Peshier et al. La seconde, obtenue par une hypothèse ad hoc, est une solution intrinsèquement différente où la masse des particules est dépendante de l'élan. Ces équations peuvent être résolues en utilisant une condition limite déterminée par les données QCD du réseau au potentiel chimique du baryon en voie de disparition. Par des calculs numériques, nous montrons que les deux solutions peuvent raisonnablement reproduire les récents résultats de QCD en treillis des collaborations Wuppertal-Budapest et HotQCD, et en particulier ceux concernant la densité finie de baryons. Les implications possibles sont discutées.

Translated Description (Spanish)

En este trabajo, revisamos la autoconsistencia termodinámica del modelo de cuasipartículas con el potencial químico de bariones finitos ajustado a los cálculos de QCD de la red. Aquí investigamos la posibilidad de que la masa efectiva de las cuasipartículas también sea una función de su impulso $k$, además de la temperatura $T$ y el potencial químico $\ensuremath{\mu}$. Se encuentra que la consistencia termodinámica se puede expresar en términos de una ecuación integrodiferencial con respecto a $k$, $T$ y $\ensuremath{\mu}$. Discutimos además dos soluciones especiales, ambas pueden verse como una condición suficiente para la consistencia termodinámica, mientras que se expresan en términos de una ecuación diferencial de partículas. El primer caso se muestra equivalente a los discutidos previamente por Peshier et al. La segunda, obtenida a través de una suposición ad hoc, es una solución intrínsecamente diferente donde la masa de la partícula depende del momento. Estas ecuaciones se pueden resolver mediante el uso de la condición de límite determinada por los datos de QCD de la red en el potencial químico del barión que se desvanece. Mediante cálculos numéricos, mostramos que ambas soluciones pueden reproducir razonablemente los resultados recientes de QCD de red de las colaboraciones Wuppertal-Budapest y HotQCD, y en particular, los relacionados con la densidad de bariones finitos. Se discuten las posibles implicaciones.

Files

PhysRevC.100.015206.pdf

Files (650.5 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:338d3865cffe5b75c1144e65c2233d51
650.5 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
الاتساق الديناميكي الحراري لنموذج شبه الجسيمات بكثافة باريون محدودة
Translated title (French)
Consistance thermodynamique du modèle de quasi-particules à densité finie de baryon
Translated title (Spanish)
Consistencia termodinámica del modelo de cuasipartículas a densidad bariónica finita

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2797474416
DOI
10.1103/physrevc.100.015206

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Brazil

References

  • https://openalex.org/W1509881848
  • https://openalex.org/W1886428753
  • https://openalex.org/W1975229883
  • https://openalex.org/W1977436610
  • https://openalex.org/W1983470784
  • https://openalex.org/W1984893777
  • https://openalex.org/W1986331257
  • https://openalex.org/W1988827063
  • https://openalex.org/W1991672015
  • https://openalex.org/W1995051568
  • https://openalex.org/W1996400317
  • https://openalex.org/W1999809938
  • https://openalex.org/W2000988754
  • https://openalex.org/W2002876496
  • https://openalex.org/W2005057547
  • https://openalex.org/W2007704854
  • https://openalex.org/W2013825280
  • https://openalex.org/W2020173052
  • https://openalex.org/W2025993179
  • https://openalex.org/W2028072489
  • https://openalex.org/W2028578313
  • https://openalex.org/W2033928372
  • https://openalex.org/W2034736396
  • https://openalex.org/W2042466418
  • https://openalex.org/W2043040659
  • https://openalex.org/W2047863529
  • https://openalex.org/W2053006093
  • https://openalex.org/W2056077341
  • https://openalex.org/W2075232120
  • https://openalex.org/W2078577897
  • https://openalex.org/W2082750002
  • https://openalex.org/W2089657722
  • https://openalex.org/W2099689597
  • https://openalex.org/W2118501300
  • https://openalex.org/W2122643520
  • https://openalex.org/W2127170466
  • https://openalex.org/W2159735760
  • https://openalex.org/W2160906110
  • https://openalex.org/W2161053248
  • https://openalex.org/W2172254636
  • https://openalex.org/W2177891701
  • https://openalex.org/W2241233520
  • https://openalex.org/W2274296185
  • https://openalex.org/W2324475592
  • https://openalex.org/W2481466764
  • https://openalex.org/W2557645426
  • https://openalex.org/W2796720582
  • https://openalex.org/W2869829493
  • https://openalex.org/W2944443764
  • https://openalex.org/W2962760487
  • https://openalex.org/W3014055444
  • https://openalex.org/W3098385226
  • https://openalex.org/W3098672886
  • https://openalex.org/W3101572473
  • https://openalex.org/W3102775722
  • https://openalex.org/W3104420547
  • https://openalex.org/W3104464158
  • https://openalex.org/W3105132476
  • https://openalex.org/W3106121001
  • https://openalex.org/W3121286776
  • https://openalex.org/W3217807766
  • https://openalex.org/W4233381421
  • https://openalex.org/W809856379