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Tese de Doutorado
DOI
Documento
Autor
Nome completo
Willian Matioli Serenone
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2019
Orientador
Banca examinadora
Mendes, Tereza Cristina da Rocha (Presidente)
Maia, Leonardo Paulo
Matheus, Ricardo D'Elia
Mintz, Bruno Werneck
Torrieri, Donato Giorgio
Título em inglês
Landau's two-component superfluid model and the quark-gluon plasma
Palavras-chave em inglês
Lattice QCD
Path integrals
Quantum chromodynamics
Quark-gluon plasma
Relativistic heavy-ion collisions
Resumo em inglês
In this thesis we aim to test if Landau's two-component superfluid model is compatible with the quark-gluon-plasma description. We follow the test proposed by Chernodub et. al. [Two-component liquid model for the quark-gluon plasma. Theor. Math. Phys., v. 170, p. 211–216, 2012]. We start by reviewing the building process of a field theory with gauge symmetries and discussing the conservation laws associated to the theory’s symmetries. We explore the thermodynamic approach to quantum theory and the interesting fact that, when combined with a field theory, the path-integral formulation for quantum field theories emerges naturally. We also present the necessity of introducing a momentum cutoff into the theory and show that embedding space-time on a lattice is a way to introduce this cutoff and renormalize the theory. As a bonus, this also allows the numerical and non-perturbative evaluation of observables. We overview the phenomenological aspects of relativistic heavy-ion collisions and Landau’s two-component model for superfluids, along with a quantum-field-theory motivation for it, and explain details of the test proposed by Chernodub et. al.. Lastly, we show the implementation details of our simulation along with results. We do not see evidence that the proposed superfluid model is able to describe the plasma. We speculate that this might be caused by the absence of fermions in our simulations.
Título em português
Modelo de superfluido de duas componentes de Landau e o plasma de quarks e gluons
Palavras-chave em português
Colisão de íons pesados relativística
Cromodinâmica quântica
Integrais de trajetórias
Plasma de quarks e glúons
QCD na rede
Resumo em português
Nesta tese nosso objetivo é testar se o modelo de Landau de duas componentes para superfluidos é compatível com a descrição do plasma de quarks e glúons. Seguimos o teste proposto por Chernodub et. al. [Two-component liquid model for the quark-gluon plasma. Theor. Math. Phys., v. 170, p. 211–216, 2012]. Começamos revisando o processo de construção de uma teoria de campo com simetria de gauge e discutindo as leis de conservação associadas às simetrias da teoria. Exploramos a abordagem termodinâmica para teoria quântica e o interessante fato de que, quando combinada com uma teoria de campo, a formulação de integrais de trajetória para teorias quânticas de campo emerge naturalmente. Também apresentamos a necessidade de se introduzir um corte de momento na teoria, e mostramos que embutir o espaço-tempo em uma rede é um meio de introduzir o corte na teoria e renormalizá-la. Como um bônus, isso também permite o cálculo numérico e não-perturbativo de observáveis. Apresentamos um panorama dos aspectos fenomenológicos da colisão de íons pesados relativísticos e o modelo de duas componentes de Landau para superfluidos, bem como uma motivação de teoria quântica de campo para ele, e explicamos detalhes do teste proposto por Chernodub et. al.. Por fim, mostramos os detalhes de nossa implementação juntamente com nossos resultados. Não vemos evidência de que o modelo de superfluidod proposto seja capaz de descrever o plasma. Nós especulamos que isto possa ser causado pela ausência de férmions em nossas simulações.
 
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Data de Publicação
2019-09-02
 
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