Search academic texts

Registration Number

0825U004016, PhD dissertation

Status

Доктор філософії

Date

popup.evolution

o

Title

Phase transitions in dense systems of interacting Bose particles

Author

Vladyslav O. Karpenko,

popup.head Dmytro V. Anchyshkin
popup.opponent Ihor V. Kyryllin
popup.opponent Volodymyr M. Gorkavenko
popup.review Valery P. Gusynin
popup.review Bohdan I. Lev

Description

Дисертаційна робота присвячена дослідженню фазових переходів і термодинамічних властивостей систем взаємодіючих бозонів, що складаються з частинок і античастинок за ненульових ізоспінових густин. У центрі уваги – -мезонні системи, які виступають природною моделлю для вивчення сильно взаємодіючої матерії при високих густинах і температурах, характерних для процесів у ранньому Всесвіті, нейтронних зірках і релятивістських зіткненнях важких іонів. Актуальність теми зумовлена потребою у глибшому розумінні фазової структури адронної матерії, зокрема поведінки мезонних систем при скінченних температурах та ізоспінових густинах. Піони, як найлегші адрони з ненульовим ізотопічним зарядом, є ідеальними об’єктами для вивчення явищ бозе-айнштайнівської конденсації в умовах сильної взаємодії. Теоретичні та експериментальні дослідження вказують, що за певних умов -мезони можуть формувати бозе-конденсат, який потенційно впливає на еволюцію густої адронної матерії. Метою роботи є побудова узгодженої термодинамічної моделі, здатної описати поведінку багатокомпонентної системи бозонів у широкому діапазоні температур і густин, з урахуванням відштовхувальних і притягальних взаємодій між частинками. Основними результатами роботи є наступні: • Розроблено самоузгоджену термодинамічну модель середнього поля для системи взаємодіючих -мезонів з урахуванням відштовхування та притягання, придатну для опису як бозе-конденсації, так і фазових переходів типу “рідина–газ”. • Розділено режими “слабкого” і “сильного” притягання між піонами, які визначають тип наявних фазових переходів: другий рід при слабкій взаємодії і перший рід при сильній. • Показано наявність в модельній системі з комбінації різного виду піонів наявність фазових переходів, які можуть зачіпати лише одну з компонент. • Описано “віртуальний” фазовий перехід другого роду без утворення параметра порядку. • Показано можливість утворення подвійного конденсату, і що подвійний конденсат частинок та античастинок існує за нульового хімічного потенціалу. • Побудовано узагальнені правила Максвелла і фазові діаграми системи, які враховують наявність конденсату та фазового переходу типу “рідина-газ”. • Обговорено межі застосовності канонічного і великого канонічного ансамблів, показано, що останній некоректний у фазі конденсату. • Запропоновано модифікацію моделі через додавання електричної взаємодії, оцінено вплив електричної взаємодії на термодинамічні характеристики системи. Хоча дослідження має теоретичний характер, його результати можуть бути застосовані для: • моделювання гарячої та густої адронної матерії у зіткненнях важких іонів (LHC, RHIC); • аналізу станів речовини в нейтронних зорях; • побудови космологічних моделей раннього Всесвіту; • подальшого розвитку ефективних теорій сильної взаємодії (QCD) на низьких енергіях. Робота сформувала послідовну теоретичну картину фазових переходів у системах взаємодіючих бозонів при ненульових ізоспінових густинах. Виявлені ефекти (подвійний конденсат, віртуальний перехід і специфіка поведінки ансамблів) становлять важливий внесок у статистичну фізику та теорію сильно взаємодіючої матерії. Розроблена модель може слугувати базою для подальших досліджень багатокомпонентних бозонних систем та їх застосувань у фізиці високих енергій і астрофізиці.

Registration Date

2025-11-04

popup.nrat_date

2025-11-04