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PublicouAna Luísa Zagalo de Mendonça Alterado mais de 8 anos atrás
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1 Estudos de Transições de Fase em Modelos Hadrônicos Dr. JOÃO BATISTA DA SILVA Dr. JOÃO BATISTA DA SILVAUAE/CES/UFCG CAMPUS CUITÉ
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Roteiro Introdução Modelos Hadrônicos relativísticos Transições de fase Considerações finais
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3 MATÉRIA NUCLEAR É UM SISTEMA HIPOTÉTICO QUE CONSISTE de igual número de prótons e nêutrons, ligados pela força nuclear forte (residual), a pressão zero.força nuclear forte Existência: Interior de núcleos pesados, estrelas de nêutrons, etc. Ela pode ser: Simétrica, assimétrica, infinita, semi- infinita, quente ou fria.
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Potencial de Yukawa Potencial núcleon-núcleon em MeV em função de r em fm escalar σ simulando a interação nuclear atrativa a grandes distâncias e vetorial ω simulando a parte repulsiva a curtas distâncias Interação n-n através da troca mésons:
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Modelo de Walecka e suas Variantes O ponto de partida para uma teoria de troca de mésons: 1- Construir uma Densidade Lagrangiana fenomenológica que descreva a interação entre os núcleons e os mésons. 2- Ingredientes da teoria (QHD) : Núcleons (prótons e nêutrons) : ψ Mésons: σ (J = 0, T = 0), ω (J = 1, T = 0) e ρ (J = 1, T = 1) 3- TQC Renormalizável.
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Densidade Lagrangiana do Modelo Onde: e São as massas do núcleon e dos mésons, respectivamente. Enquanto São as constantes de acoplamento
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O potencial não-linear,, que aparece na equação acima é dado por Os campos tensoriais para os mésons vetoriais são:
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Utilizando as equações de Euler-Lagrange em notação covariante. Onde representam as coordenadas generalizadas do sistema obtém-se as equações de movimento.
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Equações de Movimento Aproximação de campo médio
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Do tensor energia-momento é o tensor métrico fundamental. Onde Na dinâmica relativística dos meios contínuos, para um sistema uniforme o valor esperado do tensor energia-momento assuma a seguinte forma é o quadrivetor velocidade que descreve o movimento do fluido
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Para um fluido em repouso e Podemos obter a densidade de energia ε e a pressão P do sistema, através do valor esperado do tensor energia momento Estas duas equações fornecem as equações de estado que descrevem as propriedades da matéria nuclear.
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EQUAÇÕES DE ESTADO DA MATÉRIA NUCLEAR No estado fundamental do sistema (T = 0), que é obtido distribuindo os A nucleons entre os estados de energia mais baixa, rotulados pelo número de onda κ e pelos números quânticos de spin e isospin, respeitando-se o principio da exclusão de Pauli. Dens. vetorial Dens. escalar Dens. Iso-vetorial, representa o momento de Fermi, sendo é a degenerescência de spin e isospin
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EQUAÇÕES DE ESTADO DA MATÉRIA NUCLEAR A massa efetiva é determinada, minimizando a densidade energia em relação a σ :
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Energias de Fermi para prótons e nêutrons para prótons e -1 para nêutrons
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Parâmetros das interações. As massas são dadas em MeV, o parâmetro g 2 em fm -1 e os demais são adimensionais.
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Curvas de energia de ligação para a matéria nuclear em função da densidade de núcleons.
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Constantes características da matéria nuclear obtidas para as diferentes parametrizações.
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Extensão do formalismo para T≠0 Especifica-se o potencial termodinâmico: TRATAMENTO TERMODINÂMICAMENTE CONSISTENTE
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A pressão calculada através do potencial termodinâmico e igual a obtida pelo valor esperado do tensor energia momento. Função distribuição de Fermi-Dirac
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20 DIAGRAMA DE FASE Se espera que a matéria nuclear, ao ser extremamente comprimida ou aquecida, passe por transições de fase, gerando novos estados. Um dos estados teoricamente previstos para a matéria nuclear nestas condições é o chamado Plasma de Quarks e Glúons.Plasma de Quarks e Glúons
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21 Continuação Acredita-se que neste estado os quarks e glúons, constituintes mais elementares da matéria nuclear, não estariam mais confinados em hádrons, passando a formar um plasma de partículas livres.hádrons
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22 CONTINUAÇÃO Laboratorialmente, pode-se comprimir ou aquecer a matéria nuclear colidindo-se núcleos de elementos pesados, como o ouro ou o chumbo, a energias muitos altas (relativísticas), correspondentes as energias cinéticas a tais velocidades.ourochumboenergias cinéticas
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23 Diagrama de fase da matéria nuclear
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24 Diagrama de fase da matéria nuclear
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Tipos de transições de fase apresentadas pelos modelos hadrônicos. 1) Transição de fase Líquido gás As EOS apresentam um comportamento típico de um de Van der Waals, quando T< 20MeV ρ < ρ 0
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Transição de Fase a um plasma de núcleon- antinúcleon. Vácuo térmico: A matéria nuclear é investigada em regimes de altas temperaturas ~ 100-200 MeV e densidade de nucleons nula.
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Transição de Fase Hadrônica-QGP Cálculos de QCD na rede mostra que um novo estado de matéria Chamado de plasma de quarks e glúons aparece quando Matéria é submetida : a altas temperaturas ~ 150-200MeV e/ou altas densidades ~5-10ρ 0 (ρ 0 = 0.15 fm -3 densidade da MN)
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