Выпуски

 / 

2009

 / 

Июль

  

Обзоры актуальных проблем


Энергетические потери в релятивистской плазме: квантовая хромодинамика в сравнении с квантовой электродинамикой

,
Laboratoire de Physique Subatomique et des technologies associees (SUBATECH), Universite de Nantes, 4 rue Alfred Kastler, Nantes, 44307, France

Обзор посвящен проблеме оценки энергетических потерь ультрарелятивистских заряженных частиц, движущихся через находящуюся в тепловом равновесии высокотемпературную е+е-- или кварк-глюонную плазму. Средние энергетические потери ΔЕ зависят от энергии Е и массы М частицы, температуры плазмы Т, константы связи α в квантовой электродинамике (КЭД) (αs в квантовой хромодинамике (КХД)) и длины пробега L частицы в среде. В энергетические потери вносят вклад два основных механизма: упругие столкновения и тормозное излучение. Используются простые физические аргументы, чтобы получить для каждого из вкладов функциональную зависимость ΔЕ(Е, М, Т, α(s), L) в различных областях параметров. В некоторых областях эффект Ландау — Померанчука — Мигдала приводит к подавлению тормозного излучения. Кроме того, излучение тяжёлых частиц нередко подавлено вследствие кинематических причин. Тем не менее при достаточно малой длине пробега L и не слишком большой энергии (E ≫ М2/(αТ) в абелевом случае и E ≫ М/ √αs в неабелевом) радиационные потери преобладают над столкновительными. Заново выводятся известные результаты и делаются новые наблюдения. В частности, для лёгких частиц (m2 ≪ αT2) различие в поведении ΔЕ в КЭД и КХД главным образом обусловлено различием в постановке задачи. В КЭД естественно изучать энергетические потери электрона, приходящего из бесконечности. В КХД, напротив, физический интерес представляют индуцированные средой энергетические потери партона, рождённого внутри среды. В случае электрона, рождённого внутри КЭД-плазмы, поведение индуцированных средой радиационных энергетических потерь ΔErad аналогично поведению ΔErad в КХД (в частности, ΔErad ∝ L2 при малых L), несмотря на радикальное различие спектров фотонного и глюонного излучения вследствие того, что конусы тормозного излучения для мягких глюонов шире, чем для мягких фотонов. Показано, что средние радиационные потери асимптотического лёгкого партона, движущегося в КХД-плазме, аналогичны потерям асимптотического электрона, движущегося в КЭД-плазме. Для тяжёлых частиц (М2 ≫ αT2) различие между ΔErad в КЭД и КХД более заметно, даже когда рассматривается одна и та же физическая ситуация.

Текст: pdf
Войдите или зарегистрируйтесь чтобы получить доступ к полным текстам статей.
PACS: 12.38.Mh, 25.75.−q, 52.27.Ny, 61.85.+p (все)
DOI: 10.3367/UFNr.0179.200907a.0697
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2009/7/a/
Цитата: Пенье С, Смилга А В "Энергетические потери в релятивистской плазме: квантовая хромодинамика в сравнении с квантовой электродинамикой" УФН 179 697–726 (2009)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

English citation: Peigné S, Smilga A V “Energy losses in relativistic plasmas: QCD versus QEDPhys. Usp. 52 659–685 (2009); DOI: 10.3367/UFNe.0179.200907a.0697

© Успехи физических наук, 1918–2019
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение