Published May 23, 2023
| Version v1
Publication
Open
Causality violation and the speed of sound of hot and dense quark matter in the Nambu–Jona-Lasinio model
Creators
- 1. Universidade Federal de Santa Maria
- 2. Universidade do Estado do Rio de Janeiro
- 3. Universidade Federal de Santa Catarina
- 4. Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Description
The Nambu--Jona-Lasinio model is widely used to study strong-interaction phenomena in vacuum and quark matter. Since the model is nonrenormalizable, one needs to work within a specific regularization scheme to obtain finite results. Here we show that a commonly used cutoff regularization scheme leads to unphysical results, such as superluminal speed of sound and wrong high-temperature behavior of the specific heat and other thermodynamical quantities. Such a troublesome feature of the cutoff regularization invalidates the model for temperature and baryon density values relevant to the phenomenology of heavy-ion collisions and compact stars. We show that the source of the problems stems from cutting off momentum modes in finite integrals depending on thermal distribution functions in the grand canonical potential. The problems go away when taking into account the full momentum range of those integrals. Explicit examples are worked out in the SU(2)-flavor version of the model.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يستخدم نموذج نامبو - جونا - لاسينيو على نطاق واسع لدراسة ظواهر التفاعل القوي في المادة الفراغية والكواركية. نظرًا لأن النموذج غير قابل للتطبيع، يحتاج المرء إلى العمل ضمن مخطط تسوية محدد للحصول على نتائج محدودة. نوضح هنا أن مخطط تنظيم القطع الشائع الاستخدام يؤدي إلى نتائج غير مادية، مثل السرعة الفائقة للصوت والسلوك الخاطئ لدرجات الحرارة العالية للحرارة المحددة والكميات الحرارية الديناميكية الأخرى. مثل هذه الميزة المزعجة لتنظيم القطع تبطل نموذج قيم درجة الحرارة وكثافة الباريون ذات الصلة بظواهر تصادمات الأيونات الثقيلة والنجوم المدمجة. نظهر أن مصدر المشاكل ينبع من قطع أنماط الزخم في التكاملات المحدودة اعتمادًا على وظائف التوزيع الحراري في الإمكانات الكنسية الكبرى. تختفي المشاكل عند الأخذ في الاعتبار نطاق الزخم الكامل لتلك التكاملات. يتم وضع أمثلة صريحة في نسخة النكهة SU(2) من النموذج.Translated Description (French)
Le modèle Nambu-Jona-Lasinio est largement utilisé pour étudier les phénomènes d'interaction forte dans le vide et la matière des quarks. Comme le modèle est non-renormalisable, il faut travailler dans un schéma de régularisation spécifique pour obtenir des résultats finis. Ici, nous montrons qu'un schéma de régularisation de coupure couramment utilisé conduit à des résultats non physiques, tels que la vitesse superluminale du son et le mauvais comportement à haute température de la chaleur spécifique et d'autres quantités thermodynamiques. Une caractéristique aussi gênante de la régularisation de la coupure invalide le modèle pour les valeurs de température et de densité de baryon pertinentes pour la phénoménologie des collisions d'ions lourds et des étoiles compactes. Nous montrons que la source des problèmes provient de la coupure des modes d'impulsion dans des intégrales finies en fonction des fonctions de distribution thermique dans le grand potentiel canonique. Les problèmes disparaissent en tenant compte de la gamme complète d'élan de ces intégrales. Des exemples explicites sont élaborés dans la version à saveur SU(2) du modèle.Translated Description (Spanish)
El modelo Nambu--Jona-Lasinio es ampliamente utilizado para estudiar fenómenos de interacción fuerte en el vacío y la materia de quarks. Dado que el modelo no es renormalizable, es necesario trabajar dentro de un esquema de regularización específico para obtener resultados finitos. Aquí mostramos que un esquema de regularización de corte comúnmente utilizado conduce a resultados no físicos, como la velocidad superlumínica del sonido y el comportamiento incorrecto de alta temperatura del calor específico y otras cantidades termodinámicas. Una característica tan problemática de la regularización del corte invalida el modelo para los valores de temperatura y densidad bariónica relevantes para la fenomenología de las colisiones de iones pesados y las estrellas compactas. Mostramos que la fuente de los problemas proviene de cortar los modos de impulso en integrales finitas dependiendo de las funciones de distribución térmica en el gran potencial canónico. Los problemas desaparecen cuando se tiene en cuenta todo el rango de impulso de esas integrales. Los ejemplos explícitos se elaboran en la versión SU(2) -flavor del modelo.Files
PhysRevD.107.096017.pdf
Files
(1.9 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:90dd80cb6ab4d05ee69da4b606c1ea18
|
1.9 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- انتهاك السببية وسرعة صوت مادة الكوارك الساخنة والكثيفة في نموذج نامبو- جونا- لاسينيو
- Translated title (French)
- Violation de la causalité et vitesse du son de la matière chaude et dense des quarks dans le modèle Nambu–Jona-Lasinio
- Translated title (Spanish)
- Violación de la causalidad y la velocidad del sonido de la materia de quarks calientes y densos en el modelo de Nambu–Jona-Lasinio
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4378087190
- DOI
- 10.1103/physrevd.107.096017
References
- https://openalex.org/W1507748172
- https://openalex.org/W1583065798
- https://openalex.org/W183430780
- https://openalex.org/W1850837957
- https://openalex.org/W1911626973
- https://openalex.org/W1958894153
- https://openalex.org/W1967483645
- https://openalex.org/W1975819372
- https://openalex.org/W1978143336
- https://openalex.org/W1979654065
- https://openalex.org/W1987038374
- https://openalex.org/W1990601322
- https://openalex.org/W1995251182
- https://openalex.org/W1998909324
- https://openalex.org/W2000369662
- https://openalex.org/W2018181799
- https://openalex.org/W2025709320
- https://openalex.org/W2032214240
- https://openalex.org/W2043705476
- https://openalex.org/W2054129719
- https://openalex.org/W2057301836
- https://openalex.org/W2071939979
- https://openalex.org/W2074465773
- https://openalex.org/W2076952466
- https://openalex.org/W2083889398
- https://openalex.org/W2118501300
- https://openalex.org/W2123493774
- https://openalex.org/W2129483728
- https://openalex.org/W2130776923
- https://openalex.org/W2133830716
- https://openalex.org/W2134557646
- https://openalex.org/W2138666727
- https://openalex.org/W2169076560
- https://openalex.org/W2170819310
- https://openalex.org/W2171248110
- https://openalex.org/W2195788174
- https://openalex.org/W2216870165
- https://openalex.org/W2272683251
- https://openalex.org/W2278556855
- https://openalex.org/W2343649405
- https://openalex.org/W2345000685
- https://openalex.org/W2395227865
- https://openalex.org/W2397201603
- https://openalex.org/W2516834937
- https://openalex.org/W2529837197
- https://openalex.org/W2578955122
- https://openalex.org/W2581376877
- https://openalex.org/W2606235922
- https://openalex.org/W2608050965
- https://openalex.org/W2608370936
- https://openalex.org/W2617785950
- https://openalex.org/W2778488581
- https://openalex.org/W2786926186
- https://openalex.org/W2793004478
- https://openalex.org/W2802066523
- https://openalex.org/W2897955452
- https://openalex.org/W2901615430
- https://openalex.org/W2903413419
- https://openalex.org/W2905083907
- https://openalex.org/W2936460453
- https://openalex.org/W2943570943
- https://openalex.org/W2948209636
- https://openalex.org/W2963515342
- https://openalex.org/W2979732578
- https://openalex.org/W2980177731
- https://openalex.org/W2982260077
- https://openalex.org/W2982592483
- https://openalex.org/W2987593183
- https://openalex.org/W3011248798
- https://openalex.org/W3013220045
- https://openalex.org/W3015303659
- https://openalex.org/W3016950117
- https://openalex.org/W3033607462
- https://openalex.org/W3043339701
- https://openalex.org/W3043936720
- https://openalex.org/W3081143367
- https://openalex.org/W3082814340
- https://openalex.org/W3085449757
- https://openalex.org/W3088256848
- https://openalex.org/W3088838962
- https://openalex.org/W3091996931
- https://openalex.org/W3098038663
- https://openalex.org/W3099931225
- https://openalex.org/W3101847675
- https://openalex.org/W3102202153
- https://openalex.org/W3103474194
- https://openalex.org/W3103657055
- https://openalex.org/W3103765509
- https://openalex.org/W3103816815
- https://openalex.org/W3104168389
- https://openalex.org/W3106110599
- https://openalex.org/W3112713708
- https://openalex.org/W3158731402
- https://openalex.org/W3161762938
- https://openalex.org/W3165108451
- https://openalex.org/W3165251710
- https://openalex.org/W3166221255
- https://openalex.org/W3183517480
- https://openalex.org/W3203165133
- https://openalex.org/W3210988493
- https://openalex.org/W4200248767
- https://openalex.org/W4206229653
- https://openalex.org/W4206811222
- https://openalex.org/W4229023809
- https://openalex.org/W4244902680
- https://openalex.org/W4313304527
- https://openalex.org/W4366974752