我院王群教授在手征反常流体的量子输运理论研究中取得重要进展 [2016-07-10]

　　王群研究组采用规范不变的、无质量、自旋1/2粒子的Wigner函数代替经典理论中的费米分布函数，通过梯度展开的方法，逐级求解其所满足的微观动力学方程。研究发现：手征磁效应、手征涡旋效应以及手征反常会自然出现。所得结果也自洽的满足能动量守恒方程。这表明求解出的Wigner函数可以很好的描述手征反常的量子输运过程。王群教授研究组还发现：右手夸克将沿着涡旋的方向运动，左手夸克却会逆着涡旋的方向运动，而右手夸克的自旋方向和运动方向一致，左手夸克则相反。所以，夸克的自旋方向将和涡旋方向一致。这表明，在重离子非对心碰撞中，可能存在局域自旋极化效应。手征流中涡旋项的输运系数正比于温度、化学势的平方，这表明这种极化效应在高温低密度或低温高密度下的重离子实验中都有有可能观测到。这是首次在量子输运理论中自然导出手征磁效应、手征涡旋效应和局域夸克极化效应。尤其是此前的关于重离子碰撞的夸克极化效应的模型依赖于自旋-轨道耦合的假设，而量子输运理论的推导非常自然。该量子输运理论将在夸克物质磁效应研究方向有广泛的应用。研究结果已发表于Physical Review Letters 109, 232301(2012)，王群教授是论文的通讯作者。

　　反常流体及局域自旋极化效应的量子输运理论

　　美国布鲁海汶国家实验室(BNL)的相对论重离子对撞机(RHIC)将金核加速到每核子200 GeV 的能量并进行对撞并产生一种高温高密的新物态即强耦合夸克胶子等离子体(sQGP)。在非对心碰撞中，带电的粒子束流将产生地球上能产生的最强的磁场。强磁场诱导出沿着磁场方向的电流，并导致电荷的不对称分布。这种效应称为手征磁效应。同时高温高密的物质会产生旋转并导致轨道角动量和局域涡旋。局域涡旋也可以诱导出电流，称为手征涡旋效应。手征磁效应和手征涡旋效应都是量子效应，与手征反常有着紧密的联系。然而经典的输运理论(玻尔兹曼方程)，无法描述这些量子效应。理论研究和数值模拟都迫切需要建立可以描述手征反常的量子输运理论。