Hadronik madde kuark-gluon plazma faz geçişlerinde perkolasyon yaklaşımı

Abstract

HADRONIK MADDE KUARK-GLUON PLAZMA FAZ GEÇİŞLERİNDE PERKOLASYON YAKLAŞIMI SEMRA DEMİRTÜRK Hacettepe Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi Fizik Mühendisliği Bölümü, Yüksek Enerji ve Plazma Fiziği Anabilim Dalı ÖZ Hadronik maddenin çok yüksek sıcaklık ve yoğunluklarda kuark ve gluonlardan oluşan bir plazma fazına geçtiği örgü ayar kuramları çerçevesinde gösterilmiş, deneysel çalışmalarla da bu bulgu desteklenmiştir. Deconfinement olarak adlandırılan bu faz geçişinin sonlu kütleli kuarkları içeren kuantum renk dinamiği çerçevesinde incelenmesi, faz geçişlerinin incelenmesinde geometrik yaklaşımın kullanılmasını zorunlu kılar. Spin sistemleri için ge ometrik yaklaşımın kuralları tam olarak ortaya konulmuş olmasına karşın kuantum renk di namiğinde düzen parametresinin eylemde açık olarak bulunmamasından dolayı geometrik yaklaşımın uygulanmasında güçlük ve belirsizlik mevcuttur. Tez çalışması çerçevesinde kuantum renk dinamiğinde deconfinement faz geçişlerinin geometrik yaklaşım ile incelen mesi yönünde yapılmış olan çalışmalar incelenerek kuantum renk dinamiğinde geometrik yaklaşımın kullanılmasına yönelik iki yeni yöntem önerilmiştir. Önerilen yöntemler spin sis temlerine uygulanarak sonuçları test edilmiş, metodlardan biri Z-ı sonlu sıcaklık örgü ayar kuramına uygulanarak başarısı gösterilmiştir. Anahtar Kelimeler : Kuantum renk dinamiği, hadronik madde, kuark-gluon plazma faz geçişi, istatistik mekanik, perkolasyon kuramı, spin modelleri Danışman : Prof. Dr. Yiğit Gündüç, Hacettepe Üniversitesi, Fizik Mühendisliği Bölümü, Yüksek Enerji ve Plazma Fiziği Anabilim Dalı. ///

PERCOLATION APPROACH TO THE HADRONIC MATTER QUARK-GLUON PLASMA PHASE TRANSITIONS SEMRA DEMİRTÜRK Hacettepe University, Department of Physics Engineering, High Energy and Plasma Physics Section ABSTRACT The lattice gauge theory calculations predict hadronic matter to quark-gluon plasma phase transitions, decofinement phase transitions, which occur when hadronic matter reaches a critical temperature or pressure. The Polyakov loop is the order parameter of the decon- finement phase transition when the quarks are infinitely heavy. The global Zn symmetry of the Polyakov loop variables suggests that the (d + 1)- dimensional finite temperature SU(N) lattice gauge theory and Z^ spin systems are in the same universality class and finite temperature lattice gauge theories can be replaced by effective spin models consisting of the Polyakov loops as spin variables. When finite mass quarks are considered, the exist ing global symmetry of the effective spin Hamiltonian is explicitly broken and no longer the polyakov loop is the order parameter. In spin systems the ferromagnetic phase transitions can be understood in terms of percolat ing clusters of the aligned spins. The similar approach can also be applied to spin models with polyakov loop variables. Here the difficulty appears in the definition of the percolating clusters of the same signed Polyakov loops. Recently, the attempts towards understanding the problem have reached to considerable levels. In the thesis work two new approaches have been proposed towards describing deconfinement phase transitions in terms of the percolating clusters of the Polyakov loop variables. IV