Dynamical equilibration and transport coefficients of strongly interacting matter

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wurden mikroskopische Studien zur Äquilibrierung von partonischer und hadronischer Materie im Rahmen einer Nichtgleichgewichts-Transporttheorie durchgeführt, die sowohl hadronische als partonische Freiheitsgrade enthält und den Übergang zwischen beiden Phasen dynamisch beschreibt. Des Weiteren wurden die thermischen Eigenschaften des Gleichgewichtszustandes der stark wechselwirkenden Materie untersucht, insbesondere Fluktuationen in der Teilchenzahl wie auch höhere Momente von Observablen und deren Verhältnisse. Besonderes Interesse galt dabei den Transportkoeffizienten wie Scher- und Volumenviskosität sowie der elektrischen Leitfähigkeit. Die Methode der Nichtgleichgewichts-Green'schen Funktionen - initiiert von Schwinger sowie Kadanoff und Baym - wurde vorgestellt um hochenergetische Kern-Kern Kollisionen zu beschreiben. Weiterhin wurde der Schwinger-Keldysh Formalismus benutzt um im Sinne einer Zweiteilchen-irrediziblen Näherung (2PI) die Dynamik von 'resummierten' Propagatoren und Kopplungen in konsistenter Weise zu beschreiben. Des Weiterhin wurden generalisierte Transportgleichungen auf der Basis der Kadanoff-Baym Gleichungen (in Phasenraumdarstellung) abgeleitet und ein Testteilchenverfahren zur Lösung dieser Gleichungen vorgestellt. Damit wurde der formale Rahmen der Parton-Hadron-String Dynamik (PHSD) abgesteckt. Das PHSD Transportmodell wurde sodann für die Lösung der expliziten Fragestellungen in dieser Arbeit verwendet. Die 'Eingangsgrößen' des Modells wurden in Kapitel 3 aufgeführt. Weiterhin wurde aufgezeigt, dass das Transportmodell alle Phasen einer relativistischen Schwerionenkollision konsistent beschreibt, d.h. angefangen von den primären harten Stoßprozessen und der Bildung von 'Strings' zur Formierung einer partonischen Phase, den Wechselwirkungen in dieser Phase sowie die dynamische Beschreibung der Hadronisierung. Weiterhin enthält das Modell zudem die hadronischen Endzustandswechselwirkungen bis zum Ausfrieren der hadronischen Freiheitsgrade bei geringer Dichte. ..