Kuark gluon plazma özelliklerinin yüksek sıcaklıklarda incelenmesi
Investigation of quark gluon plasma properties at high temperatures
Yazar: ZEKİ KUYTUL
Danışman: PROF. DR. ELŞEN VELİ
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu çalışmada pertürbatif termal kuantum renk dinamiği kullanılarak feynman ayarındatermodinamik potansiyel hesabı yapıldı.Pertürbatif Termal Kuantum Renk Dinamiği (TKRD)çerçevesinde Feynman ayarı kullanılarak sonlu sıcaklıklarda kuark ve gluonlardanoluşan sistem incelenmiştir. Maddenin yeni hali olduğu düşünülen Kuark GluonPlazmanın (KGP) yüksek sıcaklıklarda incelenmesi KGP?nin termal özelliklerininincelenmesi bakımından oldukça önemlidir. TKRD? ne göre enerji yoğunluğu belirlibir kritik değeri aştığında hadronik madde durumundan KGP durumuna faz geçişiolur. Bu faz dönüşümünün ?? 0,72 fm-3?den daha büyük baryon yoğunluklarındayada T MeV c ? 150 ? 250 sıcaklıkta gerçekleştiği öngörülmektedir. TKRD?ninöngörülerine göre büyük patlamadan yaklaşık 10 ? s sonra evrendeki maddenin KGPdurumunda olduğu düşünülür. Nötron yıldızlarının merkezindeki maddenin de KGPoluşturabilecek kadar yüksek enerjiye sahip olduğu bilinmektedir. Ayrıca laboratuarortamında yüksek enerjili ağır iyon çarpışmalarında da KGP oluşturulabilmektedir.Ağır iyon çarpışma deney sonuçlarının anlaşılabilmesi için KGP özelliklerininincelenmesi gerekir. KGP?nin sonlu sıcaklık ve kimyasal potansiyelde incelenmesiliteratürde geniş şekilde yer almaktadır. Yüksek sıcaklıklarda etkileşme sabitininküçük olması diğer deyimle asimtotik özgürlüğün kendisini göstermesi pertürbatifyöntemlere olanak sağlamaktadır. Bakılan fiziksel niceliği S ? ?ye göre seriye açarakve Feynman diyagramlarını kullanarak hesaplamalar güvenli bir şekilde yapılabilir. T= 250 MeV gibi bir sıcaklıkta 0.3 0.5 S ??? olması beklenir.Bu tez çalışmasında amacımız Feynman ayarında ve tek ilmekli yaklaşımda gluonözenerjisi tensörünü ve iki ilmekli yaklaşımla KGP?nin termodinamik potansiyelinihesaplamaktır. Hesaplarımızın sonunda KGP?nin termodinamik potansiyelikuarkların katkısı da eklenerek ?? olarak bulunmuştur.Anahtar Kelimeler: Termal Kuantum Renk Dinamiği, Asimtotik Özgürlük,Kuarkların Hapsolması, Kuark-gluon Plazma, termodinamik potansiyel, Feynmanayarı, standart termal Feynman Kuralları.

Abstract:
In this work, thermodinamik potential is calculated in feynman gaugeThermal Quantum Chromodynamics (TQCD) predicts a phase transitionfrom a state of hadronic constituents to a plasma of deconfined quarks and gluons, asthe energy density exceeds a critical value. This phase transition is predicted to occurat a baryon density of greater than ?? 0,72 fm-3 or at a temperature ofT 150 250 MeV c ?? . It is believed that approximately 10 ? s after the creation of theuniverse in the Big Bang all matter was in state called quark-gluon plasma (QGP).Also QGP may possibly exist in the deep interior of neutron stars.In order to understand the results of heavy ion collision experiments, it is necessaryto investigate the properties of QGP. QCD at finite temperature and chemicalpotential is available in literature. Perturbative QCD at finite temperature is based onthe fact that the temperature-dependent running coupling constant is small at hightemperatures due to asymptotic freedom. At a typical temperature of T = 250 MeVit is expected that 0.3 0.5 S ??? . This corresponds to an expansion in S ? , whichcan be performed conveniently by using Feynman diagrams for hadronic scatterings.In this thesis, our aim is to calculate the gluon self energy in one loop approximationand QGP?s thermodynamic potential in the two-loop approximation using standardthermal Feynman rules in covaryant gauge. At the end of our calculations, QGP?sthermodynamic potential including quark contributions has been obtained asKeywords: Thermal Quantum Chromodynamics, Asymptotic Freedom,Confinement, Quark-Gluon Plasma, Quantum Chromodynamics Classic Lagrange,Feynman Rules.?