Hadronic Transport Coefficients from Effective Field Theories

این پایان نامه بر محاسبه ضرایب انتقال در ماده ایجاد شده در یک برخورد یون سنگین نسبیتی پس از انجماد شیمیایی تمرکز دارد. این موضوع را می توان با استفاده از گاز پیون خارج از تعادل به خوبی تقریب زد. ما چارچوب نظری مورد نیاز برای به دست آوردن ویسکوزیته برشی و حجیم، رسانایی حرارتی و الکتریکی و ضرایب انتشار طعم گاز مزون در دماهای پایین را توصیف می‌کنیم. برای توصیف برهمکنش درجات آزادی، از تئوری های میدان موثر با تقارن های کایرال و کوارک سنگین استفاده می کنیم. متعاقباً روش‌های واحدسازی را برای به دست آوردن دامنه پراکندگی که دقیقاً شرایط واحد را برآورده می‌کند معرفی می‌کنیم، سپس به محاسبه خواص انتقال فاز کم دمای کرومودینامیک کوانتومی - محیط هادرونیک - می‌پردازیم که می‌تواند در شبیه‌سازی هیدرودینامیکی استفاده شود. یک برخورد نسبیتی یون سنگین و تکامل بعدی آن ما نشان می‌دهیم که ویسکوزیته برشی بر چگالی آنتروپی با مطالعه این ضریب در آرگون اتمی (در حدود انتقال فاز مایع به گاز) و در مدل سیگمای خطی در حد تعداد زیادی میدان اسکالر (که در یک انتقال فاز) حداقل را نشان می‌دهد. انتقال فاز کایرال را ارائه می دهد). در نهایت، ما یک روش تجربی برای تخمین ویسکوزیته توده در برخوردهای یون سنگین نسبیتی با انجام همبستگی‌های اجزای نوسان تانسور تنش-انرژی ارائه می‌کنیم.

This dissertation focuses on the calculation of transport coefficients in the matter created in a relativistic heavy-ion collision after chemical freeze-out. This matter can be well approximated using a pion gas out of equilibrium. We describe the theoretical framework needed to obtain the shear and bulk viscosities, the thermal and electrical conductivities and the flavor diffusion coefficients of a meson gas at low temperatures. To describe the interactions of the degrees of freedom, we use effective field theories with chiral and heavy quark symmetries. We subsequently introduce the unitarization methods in order to obtain a scattering amplitude that satisfies the unitarity condition exactly, then go on to calculate the transport properties of the low-temperature phase of quantum chromodynamics - the hadronic medium - which can be used in hydrodynamic simulations of a relativistic heavy-ion collision and its subsequent evolution. We show that the shear viscosity over entropy density exhibits a minimum in a phase transition by studying this coefficient in atomic Argon (around the liquid-gas phase transition) and in the linear sigma model in the limit of a large number of scalar fields (which presents a chiral phase transition). Finally, we provide an experimental method for estimating the bulk viscosity in relativistic heavy-ion collisions by performing correlations of the fluctuating components of the stress-energy tensor.