Inhomogeneous phases and moat regimes in nonlocal Nambu-Jona-Lasinio model

Nesta dissertação, nós utilizamos um modelo efetivo da Cromodinâmica Quântica (QCD), o modelo de Nambu-Jona-Lasinio (NJL) não local, para estudar seu diagrama de fase com respeito à quebra de simetria quiral. Começamos com uma revisão do modelo NJL local, construindo seu diagrama de fase e mostrando que a massa dinâmica gerada pela interação funciona como um parâmetro de ordem entre uma fase em que a simetria quiral está espontaneamente quebrada e outra em que ela está restaurada. Depois, seguimos para o modelo não local, mostrando que ele possui as mesmas características do modelo local, mas, dessa vez, vamos além, procurando também regiões do diagrama de fase em que o parâmetro de ordem possui uma modulação espacial. Fazemos isso utilizando um método alternativo ao tradicional presente na literatura, utilizando a susceptibilidade quiral e, com isso, somos capazes de reproduzir resultados presentes na literatura. Além disso, utilizando a susceptibilidade quiral, conseguimos também delimitar a região do diagrama de fase em que o sistema entra em um regime de fosso, caracterizado pela relação de dispersão dos mésons possuir um mínimo em momento não nulo. Com isso, mostramos que o regime de fosso ocorre em uma região mais ampla do diagrama de fase e é muito mais robusto, sendo, assim, um forte candidato a ser observado em futuros experimentos de colisões de íons pesados.

Resumo (inglês)

In this dissertation, we use an effective model of Quantum Chromodynamics (QCD), the nonlocal Nambu-Jona-Lasinio (NJL) model, to study its phase diagram with respect to chiral symmetry breaking. We start by reviewing the local NJL model, constructing its phase diagram and showing that the dynamical mass generated by the interaction acts as an order parameter distinguishing a phase in which chiral symmetry is spontaneously broken from one in which it is restored. We then proceed to the nonlocal model, showing that it has the same features as the local model. However, we go further by searching for regions of the phase diagram where the order parameter can be spatially modulated. We do so using an alternative method to the traditional one used in the literature, through the chiral susceptibility, and with this method we can reproduce results present in the literature. Also using the chiral susceptibility, we can identify the region of the phase diagram where the system undergoes a moat regime, characterized by the mesons having a dispersion relation with a minimum at nonzero momentum. With this, we show that the moat regime occurs in a broader region of the phase diagram and is more robust, making it a better candidate for detection in future heavy-ion collision experiments

Palavras-chave

Cromodinâmica Quântica Partículas (Física nuclear) - Quiralidade Diagramas de fase

Idioma

Inglês

Citação

FERNANDES, João Vitor de Souza. Inhomogeneous phases and moat regimes in nonlocal Nambu-Jona-Lasinio model. 2026. Dissertação (Mestrado em Física) - Instituto de Física Teórica, Universidade Estadual Paulista (Unesp), São Paulo, 2026