مطالعه حرکت شتابدار کوارک سنگین در پلاسمای کوارک گلوئون

در سال های اخیر نشان داده شده است که در اثر برخورد یون های سنگین نسبیتی در برخورد دهنده ی بزرگ هادرونی lhc وrhic پلاسمای کوارک گلوئون با ثابت جفت شدگی قوی تولید می شود. از آن جا که ثابت جفتیدگی قوی است نمی توان از روش های اختلالی برای مطالعه این محیط استفاده کرد. یکی از روش های جدید برای مطالعه ی فیزیک این محیط استفاده از دوگانگی ads/cft است. در این پایان نامه از این روش استفاده کرده و مسأله حرکت شتابدار کوارک سنگین در پلاسمای کوارک گلوئون و خلأ بررسی می شود. برای مطالعه ی حرکت شتابدار، حرکت دایره ای کوارک با سرعت ثابت در نظر گرفته شده است. بنابراین کوارک با شتاب دورانی ثابت حرکت می کند. مطابق دوگانگی ads/cft دوگان گرانش این مسأله ریسمان چرخانی است که در فضای حجم دوران می کند. در ابتدا با مطالعه ی منابع مورد نظر مروری بر مسأله حرکت کوارک چرخان داریم. معادله دیفرانسیل حرکت را برای محیط های پلاسما و خلأ بدست آورده و روش های مختلفی برای حل تحلیلی و عددی آن بررسی می شوند. جواب تحلیلی تنها در موردی که کوارک در محیط خلأ دوران می کند، بدست می آید و نشان داده می شود که در موارد دیگر بایستی از روش های عددی استفاده کرد. همچنین انرژی اتلافی کوارک در حدهای مختلف بررسی می شوند و مشاهده می شود که در حد شتاب ها ی دورانی کم نیروی کششی و درحد شتاب های دورانی زیاد تابش غالب می شود. سپس به عنوان مسأله جدید کوارک سنگینی در خلأ در نظر گرفته می شود که علاوه بر حرکت دایره ای در جهت محور دوران نیز با سرعت ثابت حرکت می کند. انرژی اتلافی به صورت تحلیلی محاسبه شده و نشان داده می شود که در این وضعیت اتلاف انرژی بیشتر از حالتی است که کوارک فقط حرکت دورانی دارد. یکی دیگر از مسأله هایی که بررسی می شوند مطالعه ی حرکت کوارک چرخان در فضا-زمان غیرنسبیتی است و به این منظور فقط حرکت ذره در خلأ در نظر گرفته شده است.