Tính chất vật lý của chất hỗn hợp Kaon

Bài viết Tính chất vật lý của chất hỗn hợp Kaon trình bày việc tìm hiểu về các tính chất vật lý của vật chất Kaon, chúng tôi nghiên cứu về mặt lý thuyết vật chất tạo thành từ hệ Kaon hỗn hợp K+ và K0 , cả hai loại đều có số lạ S = 1.

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021 ISBN: 978-604-82-5957-0 TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA CHẤT HỖN HỢP KAON Lê Thị Thắng1, Đặng Thị Minh Huệ1 Trường Đại học Thủy lợi email: lethithang@tlu.edu.vn GIỚI THIỆU CHUNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Vật lý hạt vào năm cuối kỷ 20, đầu kỷ 21 đạt nhiều thành tựu vượt bậc, đặc biệt kết nghiên cứu hạt meson barion Kaon loại meson khơng có spin, gọi hạt lạ (có số lạ S), tương tác chúng ln kết cặp với hạt có số lạ khác hyperon để tồn Các hạt hyperon có spin bán nguyên có số lạ số âm Ví dụ, hyberon lambda, sigma có số lạ S  1 , hyperon kxi có số lạ S  2 hyperon omega có số lại S  3 Nhờ kết cặp mà tương tác mạnh với nucleon hạt nhân, Kaon không bị đi, diện thành cặp với hyperon phản ứng nào, tạo thành chất Kaon [1,3] Tính chất vật lý chất Kaon nghiên cứu cách tiếp cận phương pháp khác mơ hình sắc động học lượng tử (QCD); mơ hình sigma tuyến tính… Các kết thu chứng tỏ rằng: chất Kaon có nhóm đối xứng SU(2)I x(U(1)Y Tương tác hạt Kaon chất hỗn hợp K+ K0 tương tác mạnh tương tự lực hạt nhân, vật liệu mật độ cao Trong đó, suy nghĩ thông thường cho tương tác chúng giống tương tác điện tích với hạt khơng mang điện, khơng có spin Hạt K+ mang điện dương, 1,6.10-19C, K0 hạt trung hoà Điều có nghĩa vật chất Kaon có nhiều đặc tính đặc biệt Ở báo này, để tìm hiểu tính chất vật lý vật chất Kaon, nghiên cứu mặt lý thuyết vật chất tạo thành từ hệ Kaon hỗn hợp K+ K0, hai loại có số lạ S = Mơ hình sigma tuyến tính thực ưu việt hệ lượng tử, bao gồm hệ có hạt mang điện hạt trung hoà, áp dụng cho vật liệu đậm đặc, mật độ hạt cao chất hạt nhân trạng thái ngưng tụ vật chất Do đó, chúng tơi sử dụng mơ hình sigma tuyến tính phương pháp hiệu dụng Cornwall-Jackiw-Tomboulis (CJT) [2] gần bong bóng đúp để nghiên cứu chất Kaon hỗn hợp K+ K0, mật độ Lagrangian: L     i 1   *    i1    m12 *    a *  a   1  *   2  *      i  *    i   m22 * , (1)    a *    a   2  *  *  đó: (ψ) tốn tử trường thành phần hạt K(K0); µ1(µ2), m1(m2) hoá học khối lượng loại hạt Kaon; λ số liên kết khác loại; λ1 (λ2) số liên kết hạt loại; a = 1, 2, 3; m1 = mK+ = 493,646 MeV/c2 m2 = mK0 = 497,671 MeV/c2 Điều kiện để tồn chất hỗn hợp Kaon gồm K+ K0 số liên kết phải thoả mãn điều kiện [4]: 12    (2) KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Trạng thái tồn chất hỗn hợp phụ thuộc vào số liên kết thành phần hỗn hợp Lagrangian tương tác hệ hỗn hợp cho biết thông tin hàm 261 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021 ISBN: 978-604-82-5957-0 truyền tương tác kiểu trạng thái tồn chất Do đó, trước tiên xác định Lagrangian tương tác chất Kaon hỗn hợp cách sử dụng phép dịch trường:  1   1  i2  ;   1  i  (3) 2 với  tham số ngưng tụ hạt mang điện  tham số trật tự hạt trung hồ chất hỗn hợp Kaon nói Thay (3) vào (1) thu Lagrangian tương tác Lint    1  2  22   2  2  22   2 1                      m       m   2 (4)                          2 2 1 2 2 2 2 2 2 2 1 2 1 2 2 2 2 1 Từ (4) thu biểu thức nghịch đảo hàm truyền không gian xung lượng gần mức cây: r2 k  M12  n2 21n 1 D0 (k, , )  , (5) r2 21n k  M22  n2 r2 k  M32  n2 22n G01 (k, , )  r2 22n k  M 42  n2 M tham số động lực chất Kaon: M 12   12  m12  31   ; M 22   12  m22  1   ; (6) m12  12 m22  22 CJT V%  ,  , D , G        2    2   tr ln D1(k )  D01(k )D1 2   1 4   tr lnG1(k )  G01(k )G1  2   (7) 2     31     D11(k )    D22 (k )     4          2      32     G11(k )    G22 (k )                    D11(k )  D22 (k )     G11(k )  G22 (k )            2         D11(k )  G11(k )     D11(k )  G22 (k )                     D22 (k )  G11(k )     D22 (k )  G22 (k )  ,            với r D1(k )  n2  k  M1*2 21n (8) r ; 21n n2  k r2   k  M3*2 22n n 1 G (k )  r , 22n n2  k Thế hiệu dụng phải thoả mãn phương trình khe nên M1*2  21 ; M 2*  0; M 3*2  22 ; M 4*  (9) *Áp suất chất hỗn hợp Kaon Từ hiệu dụng (7), thu biểu thức áp suất chất hỗn hợp Kaon: M 32   22  m22  32   ; CJT P  V%  , , D, G   M 22   12  m22  2   Tiếp theo, sử dụng phép gần bong bóng đúp trường quark (dừng khai triển vòng thành phần Lagrangian tương tác) thực bước tương tự [4] thu hiệu dụng CJT mật độ nhiệt độ hữu hạn, thoả mãn định lý Goldstone hố có dạng sau: 262 2 at  m12  12  2 m   1 2  2        4 3   tr ln D1 (k )  ln G 1 (k)  P11P22 2   1 P 11  P222   2 Q 11  Q222   32 Q11Q22 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021 ISBN: 978-604-82-5957-0    P11Q11  P11Q22  P22Q11  P22Q22  (10) với Paa   Dab ( k ) ; Qaa   Gab ( k ) , a, b = 1,   r d 3k f (  , k   n ),n  2 nT n  (2 )  ;  f (k )  T  *Mật độ hạt chất hỗn hợp KẾT LUẬN Từ định nghĩa mật độ hạt hỗn hợp, P , thu được: i   i P  1   P11  P22  ; 1 P      Q11  Q22   K  (11) K (12)  Biểu thức áp suất viết theo mật độ hạt có dạng: 1K2 2 K2  K K P   412 422 12    tr ln D1 (k )  ln G 1 (k)  2 1P11 (13) K   2Q11 K   1P112  2Q222  1 2   K   1K  2K  P  1K  2K  41   2K2  K K      1P112  2Q11 K  1P11 K (14) 42 12 2 1 2Q222   0 Bằng cách sử dụng mô hình sigma tuyến tính mật độ cao phương pháp hiệu dụng CJT cải tiến gần bong bóng đúp chất hỗn hợp Kaon (K+, K0), chúng tơi thu kết sau: Xây dựng biểu thức áp suất mật độ lượng tự cho chất hỗn hợp mật độ cao K+, K0 Kết nghiên cứu khẳng định xảy ngưng tụ Kaon có hai pha ngưng tụ tách biệt ban đầu chất hỗn hợp hoàn toàn trộn lẫn, khơng có tách pha Đây kết báo phù hợp với phân tích đặc tính vật liệu Kaon tìm thấy ngơi Neutron Điều chứng tỏ kết nghiên cứu báo đáng tin cậy TÀI LIỆU THAM KHẢO Sau quan tâm đến mật độ lượng tự chất hỗn hợp Kaon:  đồng thời khơng hai mật độ hạt hỗn hợp khác khơng Tức hồn tồn tồn trạng thái tới hạn để xảy ngưng tụ đồng thời hai loại hạt hệ Nhưng, chúng hai pha tách biệt hoá học hạt mang điện có giá trị khác với giá trị hố học hạt trung hồ ( 1   )  trln D1(k)  lnG1(k)  2 Áp suất mật độ lượng vật chất cho ta biết tính chất vật lý chất pha trạng thái Chúng ta biết rằng, xảy ngưng tụ loại hạt hệ tham số trật tự hạt phải khơng [4] Cơng thức (11), (12) cho thấy   có giá trị [1] B B Kaplan and A E Nelson, Phys Lett B 175 (1986) 57 [2] Cornwall, J M., Jackiw, R and Tomboulis (1974), Effective Action for Composite Operators, Phys Rev D10, 2428 [3] D Chatterjee and D Bandyopadhyay, Phys Rev D75 (2007) 123006 [4] T ran Huu Phat, Nguyen Tuan And, Le Viet Hoa and Dang Thi Minh Hue (2016), Phase structure of binary Bose-Einstein condensates at finite temperature, International Journal of Modern Physics B, Vol.30, No.26, pp 1-18 (1650195) 263 ... M1*2  21 ; M 2*  0; M 3*2  22 ; M 4*  (9) *Áp suất chất hỗn hợp Kaon Từ hiệu dụng (7), thu biểu thức áp suất chất hỗn hợp Kaon: M 32   22  m22  32   ; CJT P  V%  , , D,... sigma tuyến tính mật độ cao phương pháp hiệu dụng CJT cải tiến gần bong bóng đúp chất hỗn hợp Kaon (K+, K0), thu kết sau: Xây dựng biểu thức áp suất mật độ lượng tự cho chất hỗn hợp mật độ cao... khẳng định xảy ngưng tụ Kaon có hai pha ngưng tụ tách biệt ban đầu chất hỗn hợp hồn tồn trộn lẫn, khơng có tách pha Đây kết báo phù hợp với phân tích đặc tính vật liệu Kaon tìm thấy ngơi Neutron