Browsing by Author "Sasaki, Chihiro"
Results Per Page
Sort Options
Item Collective dynamics of polarized spin-half fermions in relativistic heavy-ion collisions(Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, 2022) Singh, Rajeev; Ryblewski, Radosław; Das, Arpan; Bożek, Piotr; Sasaki, Chihiro; Spaliński, MichałStandardowa hydrodynamika relatywistyczna przez lata była niezwykle skuteczna w opisywaniu właściwości silnie oddziałującej materii produkowanej w eksperymentach zderzeń ciężkich jonów. W ostatnim czasie nastąpił znaczny postęp teoretyczny w tej dziedzinie, mający na celu wyjaśnienie nowego zjawiska jakim jest polaryzacja spinowa hadronów emitowanych w tych procesach. Chociaż obecne modele z powodzeniem wyjaśniają niektóre dane eksperymentalne tłumacząc je sprzężeniem między polaryzacją spinu a wirowością ośrodka, nadal brakuje jasnego zrozumienia danych różniczkowych. Jest to powszechnie interpretowane jako wskazówka, że spin należy traktować jako niezależny stopień swobody, którego dynamika nie jest sztywno związana z cyrkulacją przepływu materii. W szczególności, jeśli spin jest makroskopową właściwością układu, w równowadze jego dynamika powinna być zgodna z prawami hydrodynamicznymi. W tej pracy przedstawiamy formalizm relatywistycznej hydrodynamiki płynu doskonałego obejmującej spinowe stopnie swobody otrzymanej w oparciu z kwantową teorię kinetyczną dla fermionów o spinie 1/2 i wykorzystujemy ją do modelowania dynamiki materii wytwarzanej w relatywistycznych zderzeniach ciężkich jonów. W oparciu o obserwacje eksperymentalne przyjmujemy, że efekty polaryzacji są małe i wyprowadzamy prawa zachowania dla prądu barionowego, tensora energii-pędu i tensora spinu w używając definicji tych prądów zaproponowane przez de Groota, van Leeuwena i van Weerta . W dalszej części przeprowadzamy analizę właściwości tensora polaryzacji i jego składowych, badamy właściwości propagacyjne składowych polaryzacji i wyprowadzamy prędkość fali spinowej dla dowolnych statystyk kwantowych. Pokazujemy, że poprzeczne składowe polaryzacji podlegają propagacji, analogicznie do fal elektromagnetycznych. Wreszcie, korzystając z naszego formalizmu hydrodynamicznego, badamy czasoprze- strzenną ewolucję polaryzacji dla systemów respektujących pewne symetrie czasoprze- strzenne oraz wyznaczamy średnią polaryzację spinu cząstek na hiperpowierzchni wymrożenia, którą możemy porównać z danymi eksperymentalnymi. Stwierdzamy, że w przypadku niektórych obserwabli, nasze wyniki są jakościowo zgodne z wynikami eksperymentów i innymi obliczeniami modelowymi. Biorąc pod uwagę znaczenie pól elektromagnetycznych w zderzeniach ciężkich jonów, analizujemy również wpływ zewnętrznych pól elektrycznych na dynamikę polaryzacji spinu przy założeniu ekspansji Bjorkena.Item Formulation of relativistic dissipative spin hydrodynamics(The Henryk Niewodniczański Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, 2025) Daher, Asaad; Ryblewski, Radosław; Sasaki, Chihiro; Bożek, Piotr; Mrówczyński, StanisławGłównym celem niniejszej pracy jest opracowanie spójnych podstaw teoretycznych hydrodynamiki dysypatywnej dla relatywistycznego płynu ze spinem, dalej określanej jako relatywistyczna dysypatywna hydrodynamika spinowa. W ramach tej teorii dynamiczny opis relatywistycznego płynu wymaga wprowadzenia nowej wielkości makroskopowej — gęstości spinu, związanej z tensorem spinowym. Tensor ten, definiowany jako wartość średnia odpowiedniego operatora w kwantowej teorii pola, wnosi wkład do całkowitego momentu pędu układu. Potrzeba opracowania takiej teorii wynika z najnowszych pomiarów polaryzacji spinu hadron-ów produkowanych w niecentralnych relatywistycznych zderzeniach ciężkich jonów. W pracy zastosowano dwie różne metody sformułowania teorii. Pierwsza opiera się na kowariantnej termodynamice i stanowi rozszerzenie konwencjonalnych teorii Naviera--Stokesa oraz Müllera--Israela--Stewarta poprzez uwzględnienie tensora spinowego. Druga wywodzi się z ogólnych zasad relatywistycznej kwantowej mechaniki statystycznej i rozwija oraz uogólnia fundamentalne podejście Zubareva. Obie metody mają na celu sformułowanie domkniętego układu równań ewolucji dla wielkości makroskopowych oraz — za pomocą analizy prądu entropii — identyfikację prądów dysypatywnych i odpowiadających im współczynników transportu. Oba podejścia oferują różne perspektywy dla przyszłych zastosowań w kontekście analizy pomiarów polaryzacji spinu. Poza swoim znaczeniem fenomenologicznym, teoria ta otwiera również szereg możliwości dalszych rozwinięć teoretycznych. Obejmują one m.in. weryfikację zależności termodynamicznych przyjętych w pierwszym podejściu na gruncie teorii mikroskopowej, a także głębsze zrozumienie wyłaniających się z tej teorii nowych współczynników transportu — w szczególności tych związanych z tensorem spinowym — poprzez modelowanie mikroskopowe lub dopasowanie do danych eksperymentalnych.
