¿Lo que ' s la diferencia entre temperatura y energía en teoría de campos?

Question

Estoy familiarizado con los formalismos para ambos cero de temperatura y temperatura finita campo de la teoría, pero (algo vergonzoso) yo en realidad no tiene una buena intuición física para la física de los escenarios de llamada para un conjunto de métodos frente a los otros.

Por ejemplo, al decir que el LHC es mi impresión que, a pesar de las enormes energías que intervienen durante las colisiones, cero de temperatura de la teoría del campo es apropiado para todos los cálculos pertinentes. Una de la otra mano (que sin duda podría ser mal aquí, de nuevo), es mi impresión de que las colisiones de iones pesados, tales como los realizados en el RHIC se adaptan a temperatura finita cálculos en su lugar.

Así que mis preguntas son las siguientes:

1) de forma Genérica, ¿cómo hace uno para saber cuando usar finito vs cero de la temperatura de la teoría del campo?

2) ¿se Puede a priori determinar si la temperatura finita correcciones será importante?

3) Si mi impresión es correcta sobre el LHC y el RHIC, hay un rápido regreso-de-la-envoltura de cálculo en la que se demuestra que el cero de temperatura y temperatura finita teoría del campo debe ser utilizado en estos dos escenarios, respectivamente?

Answer 1

Usted tiene que comprobar si la temperatura es pequeño en comparación con el potencial químico. En las colisiones de iones pesados, el potencial químico es más bien baja, pero la temperatura es muy alta, así que uno tiene que pegarse con la térmica de la teoría de campo. En compacto de estrellas de las densidades y, por tanto, el potencial químico es en el MeV escala, mientras que la temperatura está en la keV escala por lo que uno considera como "frío" y usa el T=0 aproximación.

Un vistazo a la QCD diagrama de fase pueden ayudar:

Se puede ver que puedes encontrar de colisiones de iones pesados en el mu=0 eje a altas temperaturas, pero las estrellas de neutrones cerca de la T=0 eje.

Answer 2

Yo soy muy ignorante aquí, pero..

Seguramente la pregunta es si usted quiere hacer de la mecánica estadística o no. Finita de temperaturas le permiten omitir las fuentes de energía, pero todavía permiten calcular la producción de partículas. No veo cómo se podría utilizar para la dispersión de los problemas que implican a un número pequeño de partículas.

En Noldig la respuesta: En materia condensada, el potencial químico en cero de temperatura también se llama la energía de Fermi - el límite entre el llenado y vaciado de los estados. Cuando este es mayor que el de la temperatura, el asunto es frío, con la mayoría de las partículas de manera efectiva en su estado fundamental, con la energía total dominado por la energía de punto cero. Por ejemplo, en una enana blanca que los electrones son fríos en este sentido, pero no son muy interesantes desde un campo de la teoría de la perspectiva.

Cuando una estrella de neutrones se forman, la energía de Fermi de los hadrones (quarks?) puede ser mayor que la energía térmica, como Noldig sugiere. Partícula de la creación/destrucción en esta situación sería operar en T=0.

El ejemplo más obvio de temperatura finita es, seguramente, a la vieja usanza radiación de cuerpo negro.