npeЯдерная физика и инжинирингNuclear Physics and Engineering2079-56292079-5637МИФИ10.1134/S2079562920040077npe-63Research ArticleМатематическое моделирование в ядерных технологияхMathematical Modeling in Nuclear TechnologiesФазовая диаграмма квантовой хромодинамики в пространстве температура–барионная плотность–магнитное полеPhase Diagram of Quantum Chromodynamics in the Temperature–Baryon Density–Magnetic Field Parameter SpaceКотовА. Ю.KotovA. Yu.

117218; Б. Черемушкинская ул. 25; Москва

117218; B. Cheremushkinskaya st. 25; Moscow

kotov@itep.ruНиколаевА. А.NikolaevA. A.

кафедра физики

117218; Б. Черемушкинская ул. 25; Москва; Великобритания; Суонси SA2 8PP

Department of Physics

117218; B. Cheremushkinskaya st. 25; Moscow; United Kingdom; Swansea SA2 8PP 

Институт теоретической и экспериментальной физики имени А.И. Алиханова Национального исследовательского центра “Курчатовский институт”РоссияAlikhanov Institute for Theoretical and Experimental Physics, National Research Center “Kurchatov Institute”Russian FederationИнститут теоретической и экспериментальной физики имени А.И. Алиханова Национального исследовательского центра “Курчатовский институт”; Колледж науки Университета СуонсиРоссияAlikhanov Institute for Theoretical and Experimental Physics, National Research Center “Kurchatov Institute”; Department of Physics, College of Science, Swansea UniversityRussian Federation202022042024114212215Copyright © Котов А.Ю., Николаев А.А., 20242024Котов А.Ю., Николаев А.А.Kotov A.Y., Nikolaev A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://npe.elpub.ru/jour/article/view/63

   В данной статье изучается фазовая диаграмма Квантовой Хромодинамики при таких внешних параметрах, как температура, барионный химический потенциал и магнитное поле с помощью метода решеточного суперкомпьютерного моделирования. Вычисления проводятся с тремя легкими кварками при мнимом химическом потенциале. Для действительных значений химического потенциала результаты получены методом аналитического продолжения. С помощью перенормированного кирального конденсата и петли Полякова были определены положение (критическая температура) и ширина фазовых переходов конфайнмент-деконфайнмент и нарушение-восстановление киральной симметрии в зависимости от магнитного поля и барионной плотности.

   The phase diagram of quantum chromodynamics under different external parameters, such as temperature, baryon density, and magnetic field strength is investigated by means of lattice simulations. Calculations are perfomed with three light quarks and imaginary chemical potential. For real values of chemical potential , the results are obtained by means of analytical continuation. Using renormalised chiral condensate and Polyakov loop, we determine the position (critical temperature) and width of the confinement−deconfinement and chiral symmetry breaking−restoration phase transitions as functions of magnetic field and baryon density.

квантовая хромодинамикафазовая диаграммарешеточное Монте Карло моделированиемагнитное полебарионная плотностьquantum chromodynamicsphase diagramlattice Monte Carlo modellingmagnetic fieldbaryon densityРабота А. Ю. Котова, состоящая в генерации конфигураций и измерении киральных наблюдаемых, выполнена за счет гранта Российского научного фонда (проект No 18-72-00055). Работа А. А. Николаева, состоящая в изучении свойств перехода конфайнмент деконфайнмент, поддержана РФФИ (грант 18-02- 40126 мега), а также грантом STFC ST/P00055X/1. Работа была выполнена с использованием оборудования центра коллективного пользования “Комплекс моделирования и обработки данных исследовательских установок мегакласса” НИЦ “Курчатовский институт”, http://ckp.nrcki.ru/Work by A.Yu. Kotov, which consists of generating configurations and measurements of chiral observables, was carried out with a grant from the Russian Science Foundation (project No. 18-72-00055). Work by A. A. Nikolaev, which consists of studying the properties of the confinement-transition deconfinement, supported by the Russian Foundation for Basic Research (grant 18-02- 40126 mega), as well as STFC grant ST/P00055X/1. The work was performed using equipment center for collective use “Complex fashion-linging and processing research data mega-class installations” National Research Center “Kurchatov Institute”, http://ckp.nrcki.ru/ReferencesHeinz U.W., Jacob M. // arXiv:nucl-th/0002042. 2000.Heinz U.W., Jacob M. // arXiv:nucl-th/0002042. 2000.Gyulassy M., McLerran L. // Nucl. Phys. A. 2005. V. 750. P. 30.Gyulassy M., McLerran L. // Nucl. Phys. A. 2005. V. 750. P. 30.Busza W., Rajagopal K., van der Schee W. // Ann. Rev. Nucl. Part. Sci. 2018. V. 68. P. 339.Busza W., Rajagopal K., van der Schee W. // Ann. Rev. Nucl. Part. Sci. 2018. V. 68. P. 339.Skokov V., Illarionov A.Yu., Toneev V. // Int. J. Mod. Phys. A. 2009. V. 24. P. 5925.Skokov V., Illarionov A.Yu., Toneev V. // Int. J. Mod. Phys. A. 2009. V. 24. P. 5925.Montvay I., Munster G. Quantum Fields on a Lattice. Cambridge Monographs on Mathematical Physics. 1997. Cambridge: Cambridge Univ. Press.Montvay I., Munster G. Quantum Fields on a Lattice. Cambridge Monographs on Mathematical Physics. 1997. Cambridge: Cambridge Univ. Press.Steinbrecher P. // Nucl. Phys. A. 2019. V. 982. P. 847.Steinbrecher P. // Nucl. Phys. A. 2019. V. 982. P. 847.Bellwied R., Borsanyi S., Fodor Z., Gьnther J., Katz S.D., Ratti C., Szabo K.K. // Phys. Lett. B. 2015. V. 751. P. 559.Bellwied R., Borsanyi S., Fodor Z., Gьnther J., Katz S.D., Ratti C., Szabo K.K. // Phys. Lett. B. 2015. V. 751. P. 559.Bonati C., D’Elia M., Negro F., Sanfilippo F., Zambello K. // Phys. Rev. D. 2018. V. 98. P. 054510.Bonati C., D’Elia M., Negro F., Sanfilippo F., Zambello K. // Phys. Rev. D. 2018. V. 98. P. 054510.Bali G.S., Bruckmann F., Endrodi G., Fodor Z., Katz S.D., Krieg S., Schafer A., Szabo K.K. // J. High Energy Phys. 2012. V. 1202. P. 044.Bali G.S., Bruckmann F., Endrodi G., Fodor Z., Katz S.D., Krieg S., Schafer A., Szabo K.K. // J. High Energy Phys. 2012. V. 1202. P. 044.Muroya Sh., Nakamura A., Nonaka Ch., Takaishi T. // Prog. Theor. Phys. 2003. V. 110. P. 615.Muroya Sh., Nakamura A., Nonaka Ch., Takaishi T. // Prog. Theor. Phys. 2003. V. 110. P. 615.Morningstar C., Peardon M.J. // Phys. Rev. D. 2004. V. 69. P. 054501.Morningstar C., Peardon M.J. // Phys. Rev. D. 2004. V. 69. P. 054501.Ilgenfritz E.M., Kalinowski M., Muller-Preussker M., Petersson B., Schreiber A. // Phys. Rev. D. 2012. V. 85. P. 114504.Ilgenfritz E.M., Kalinowski M., Muller-Preussker M., Petersson B., Schreiber A. // Phys. Rev. D. 2012. V. 85. P. 114504.Clark M.A. // PoS (LAT2006). 2006. P. 004.Clark M.A. // PoS (LAT2006). 2006. P. 004.Borsanyi S., Endrodi G., Fodor Z., Jakovac A., Katz S.D., Krieg S., Ratti C., Szabo K.K. // J. High Energy Phys. 2010. V. 1011. P. 077.Borsanyi S., Endrodi G., Fodor Z., Jakovac A., Katz S.D., Krieg S., Ratti C., Szabo K.K. // J. High Energy Phys. 2010. V. 1011. P. 077.Weber J.H. // Mod. Phys. Lett. A. 2016. V. 31. P. 1630040.Weber J.H. // Mod. Phys. Lett. A. 2016. V. 31. P. 1630040.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.