Kuark gluon plazmada debye perdelemesinin modifiye edilmiş kovaryant olmayan ayarlarda incelenmesi
Investigation of debye screening in quark gluon plasma in modified non-covariant gauges
Yazar: ABDURRAHMAN YİLMAZ
Danışman: PROF. DR. ELŞEN VELİ
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Termal Kuantum Renk Dinamiği (TKRD), yüksek sıcaklıklarda ve yoğunluklarda hadron maddesinin, kuark-gluon plazma (KGP) olarak bilinen yeni bir duruma geçtiğini öngörür. KGP'nin araştırılması, Büyük Patlama'dan kısa bir süre sonra var olduğuna inanılması ve yüksek enerjili çarpışmalarda başarılı bir şekilde yeniden oluşturulması nedeniyle çağdaş parçacık fiziğinde odak noktasıdır. Elektriksel olarak yüklü parçacıklardan oluşan plazmanın özelliklerini elektromanyetik kuvvetler belirlerken, KGP'nin özelliklerini genellikle güçlü kuvvetler belirler. Elektromanyetizmadaki Maxwell denklemlerinin rolünü, güçlü kuvvetler için Yang-Mills denklemleri oynar. Ancak, Yang-Mills denklemleri doğrusal olmayan denklemler olduğundan, KGP'nin özelliklerinin incelenmesi bazı zorlukları içerir. KGP, kuark ve gluonların serbest hale geçmesi, renk elektrik alanların Debye perdelemesi gibi benzersiz özelliklere sahiptir, bu da onu sürekli ilgi konusu haline getirir. Bu çalışmada, KGP'de renk-elektrik alanların kovaryant olmayan ayarlar kullanılarak incelenmesi ele alınmıştır. Özellikle, eksenel ayarlar, ilmek diyagram hesaplamalarında fiziksel olmayan kutuplarla karşılaşmak sorununu çıkarır. Bunu aşmak için, modifiye edilmiş kovaryant olmayan ayar koşulunu kullanıyoruz. , denklemi   olduğunda standart eksenel ayar koşuluna dönüşür. Feynman diyagram tekniğini kullanarak ve gluon öz-enerji diyagramını inceleyerek, gluon Debye kütlesini elde ettik. Modifiye edilmiş kovaryant olmayan ayar kullanılarak, ilmek diyagram hesaplamalarındaki tekil noktalar ortadan kaldırılarak ve elde edilen sonuçlar ayar değişmezliğini sağlamaktadır.

Abstract:
Thermal Quantum Chromodynamics (TKRD) predicts that at high temperatures and densities, hadron matter undergoes a transition to a new state known as quark-gluon plasma (KGP). The investigation of KGP is a focal point in contemporary particle physics due to its believed existence shortly after the Big Bang and its successful recreation in high-energy collisions. Just as electromagnetic forces determine the properties of plasma consisting of electrically charged particles, strong forces predominantly dictate the properties of KGP. The role of Maxwell's equations in electromagnetism is played by Yang-Mills equations for strong forces. However, since Yang-Mills equations are non-linear equations, examining the properties of KGP involves some difficulties. The KGP exhibits unique characteristics, such as and Debye screening, making it a subject of enduring interest. This study delves into the screening of chromoelectric fields in KGP, specifically employing non-covariant gauges. Notably, axial gauges present challenges with unphysical poles in loop diagram calculations. To overcome this, we use the modified non-covariant gauge condition,  , which converges to the standard axial-gauge condition as  . Utilizing the Feynman diagram technique and examining the gluon self-energy diagram, we derive the gluon Debye mass. Our calculations demonstrate the elimination of singularities in loop diagram calculations within the modified non-covariant gauge, establishing gauge invariance for the obtained results.