Loading...

Evolution of Electromagnetic Fields in a Plasma of Quarks and Gluons

Shokri, Masoud | 2019

895 Viewed
  1. Type of Document: Ph.D. Dissertation
  2. Language: Farsi
  3. Document No: 52331 (04)
  4. University: Sharif University of Technology
  5. Department: Physics
  6. Advisor(s): Sadooghi, Neda
  7. Abstract:
  8. In heavy ion collisions, extremely large electromagnetic fields are produced by fast-moving charged nucleons. They are sufficiently large to affect the low energy QCD processes and thus produce observable effects, whose occurrence is, however, directly related to the lifetime of these fields. In the present dissertation, the evolution of electromagnetic fields is studied in a plasma of quarks and gluons, by analytically solving the equations of relativistic magnetohydrodynamics (RMHD). The onideal Bjorken RMHD is solved by introducing the method of nonconserved charges. Assuming an electromagnetic force-free condition, the electric and magnetic fields are found to be either parallel or antiparallel. The overall direction of electromagnetic fields linearly changes between the flow lines. As it turns out, the rate of this linear change, or rotation, plays a dominant role in the proper time evolution of the magnetic field. The RMHD of Chern-Simons theory is then developed using the principle of general covariance. It is shown that the axion-like field generates the chiral magnetic current, as well as an anomalous Hall (AH) current. The AH current relaxes the requirement of the electromagnetic fields to be either parallel or antiparallel and also makes the magnetic field behave indistinguishably close to the ideal limit, without suppressing the electric field. In order to study the effect of the transverse expansion of the fluid, a generalization of the 3+1 self-similar and Gubser flows to RMHD is also presented. To do this, appropriate symmetry arguments are used. In order to solve the corresponding equations, it is necessary to reduce the symmetries of RH by introducing an appropriate similarity variable. In particular, for the Gubser flow, a conformal hydrodynamics approach is to be used
  9. Keywords:
  10. Quark-Gluon Plasma ; Relativistic Hydrodynamics ; Chern-Simons Gravity ; Self-Similar Solutions ; Conformal Hydrodynamics ; Conformal Magnetohydrodynamics

 Digital Object List

 Bookmark

  • فهرست تصاویر
  • اول مقدمه و طرح مسئله: پلاسمای کوارک و گلئون
    • پیش گفتار
    • ماده کوارکی در آزمایشگاه
      • برخورد یونهای سنگین: از یونهای طلا و سرب تا پلاسمای کوارک و گلوئون
        • رفتار تجمعی و هادرونها
        • در ژرفای فضا-زمان: کاوه های الکترومغناطیسی
      • میدانهای الکترومغناطیسی در برخورد یونهای سنگین
        • میدانهای الکترومغناطیسی در جریان برخورد
        • میدانهای الکترومعناطیسی در محیط پیشاتعادلی
        • میدانهای الکترومغناطیسی در پلاسمای کوارک و گلوئون
      • آثار محتمل میدانهای الکترومغناطیسی بر فیزیک یونهای سنگین
        • اثر مغناطیسی دستیده
      • خلاصه
  • دوم روشها: راه حلهای تحلیلی در هیدرودینامیک نسبیتی
    • هیدرودینامیک نسبیتی
      • هیدرودینامیک ایده‌آل
      • جریان بیورکن
        • تقارنها در هیدرودینامیک
      • راه حلهای خودمتشابه
        • راه‌حل ۱+۱ بعدی بدون شتاب
        • تعمیم به 3+1 بعد
      • جریان گابسر
      • هیدرودینامیک همدیس
        • فضای دوسیته و جریان گابسر
      • خلاصه
    • مگنتوهیدرودینامیک نسبیتی
      • معادلات مگنتوهیدرودینامیک نسبیتی
      • مغناطش و قطبش
      • مگنتوهیدرودینامیک ایده‌آل
        • تقارنها در مگنتوهیدرودینامیک ایده آل
        • مگنتوهیدرودینامیک متعامد
  • سوم نتایج: راه حلهای تحلیلی در مگنتوهیدرودینامیک نسبیتی
    • مگنتوهیدرودینامیک متعامد ورای حد ایده آل
      • روش بارهای ناپایستار و حل معادلات ماکسول
        • روش بارهای ناپایستار
        • حل معادلات با استفاده از روش بارهای ناپایستار
        • آرایش ناچرخان
        • آرایش چرخان
      • تحول میدان مغناطیسی
      • تحول میدان الکتریکی
      • تحول کمیتهای ترمودینامیکی
    • مگنتوهیدرودینامیک چرن-سایمونز
      • مگنتوهیدرودینامیک چرن-سایمونز در فضا-زمان دلخواه
      • حل مگنتوهیدرودینامیک چرن-سایمونز متعامد
        • میدانهای هم راستا
      • حل معادلات مگنتوهیدرودینامیک در حضور جریان ناهنجار هال
        • تحول کمیات متفاوت در حضور جریان ناهنجار هال
      • نتیجه‌گیری
    • اثر انبساط عرضی بر تحول میدان مغناطیسی
      • شاره‌ای با تقارن استوانه‌ای و ناوردایی خیز
      • تحول میدان مغناطیسی در جریان خودمتشابه 3+1 بعدی با پارامتر مقیاس استوانه‌ای
        • نتایج عددی
      • میدان مغناطیسی و تقارنهای گابسر
      • مگنتوهیدرودینامیک همدیس
        • نتایج عددی
      • نتیجه گیری
    • نتیجه گیری و چشم انداز
    • نمادگذاری و روابط ضروری
    • متغیرهای کینماتیکی
    • تحلیل رفتار معادله مادر
    • کتاب‌نامه
...see more