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.