Hamiltonian formalism for hard and soft excitations in a plasma with a non-Abelian interaction

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Hamiltonian theory for collective longitudinally polarized gluon excitations (plasmons) interacting with classical high-energy color-charged test particle propagating through a high-temperature gluon plasma is developed. A generalization of the Lie–Poisson bracket to the case of a continuous medium involving bosonic normal field variable aka and a non-Abelian color charge Qa is performed and the corresponding Hamilton equations are derived. The canonical transformations including simultaneously both bosonic degrees of freedom of the soft collective excitations in the hot gluon plasma and the degree of freedom of a hard test particle associated with its color charge are presented. A complete system of the canonicity conditions for these transformations is obtained. An explicit form of the effective fourth-order Hamiltonian describing the elastic scattering of a plasmon off a hard color particle is found and the self-consistent system of Boltzmann-type kinetic equations taking into account the time evolution of the mean value of the color charge of this particle is obtained.

About the authors

Yurii A. Markov

V. M. Matrosov Institute of System Dynamics and Control Theory of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: markov@icc.ru
Russian Federation, Irkutsk

Margarita A. Markova

V. M. Matrosov Institute of System Dynamics and Control Theory of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: markova@icc.ru
Russian Federation, Irkutsk

Nikita Yu. Markov

V. M. Matrosov Institute of System Dynamics and Control Theory of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: NYumarkov@gmail.com
Russian Federation, Irkutsk

References

  1. Захаров В. Е. Гамильтонов формализм для волн в нелинейных средах с дисперсией// Изв. вузов. Радиофизика. — 1974. — 17. — С. 431–45З.
  2. Захаров В. Е., Кузнецов Е. А. Гамильтонов формализм для нелинейных волн// Усп. физ. наук. — 1997. — 167. — С. 1137–1167.
  3. Калашников О. К., Климов В. В. Поляризационный оператор в КХД при конечных температурах и плотностях// Яд. физ. — 1980. — 31. — С. 1357–1371.
  4. Марков Ю. А., Маркова М. А., Марков Н. Ю., Гитман Д. М. Гамильтонов формализм для Бозевозбуждений в плазме с неабелевым типом взаимодействием//ЖЭТФ. — 2020. — 157. — С. 327–341.
  5. Balachandran A. P., Salomonson P., Skagerstam B. and Winnberg J. Classical description of a particle interacting with a non-Abelian gauge field// Phys. Rev. D. — 1977. — 15. — P. 2308–2317.
  6. Blaizot J.-P., Iancu E. Energy-momentum tensors for the quark-gluon plasma// Nucl. Phys. B. — 1994. — 421. — P. 565–592.
  7. Haber H. E. Useful relations among the generators in the defining and adjoint representations of SU(N)// SciPost. Phys. Lect. Notes. — 2021. — 21. — P. 1–11.
  8. Hakim R. Introduction to relativistic statistical mechanics: classical and quantum. —World Scientific, 2011.
  9. Linden N., Macfarlane A. J., Van Holten J. W. Particle motion in a Yang–Mills field: Wong’s equations and spin- 1 2 analogues// Czech. J. Phys. — 1995. — 45. — P. 209–215.
  10. Markov Yu. A., Markova M. A., Markov N. Yu. Hamiltonian formalism for Fermi excitations in a plasma with a non-Abelian interaction// Int. J. Mod. Phys. A. — 2023. — 38. — P. 2350015(77).
  11. Markov Yu. A., Markova M. A., Vall A.N. Nonlinear dynamics of soft boson collective excitations in hot QCD plasma II: plasmon–hard-particle scattering and energy losses// Ann. Phys. — 2004. — 309. — P. 93–150.
  12. Wong S. K. Field and particle equations for the classical Yang–Mills field and particles with isotopic spin// Nuovo Cim. A. — 1970. — 65. — P. 689–694.
  13. Zakharov V. E., Musher S. L., Rubenchik A. M. Hamiltonian approach to the description of nonlinear plasma phenomena// Phys. Rep. — 1985. — 129. — P. 285–366.
  14. Zakharov V. E., L’vov V. S., Falkovich G. Kolmogorov Spectra of Turbulence I. Wave Turbulence. — Springer-Verlag, 1992.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2024 Markov Y.A., Markova M.A., Markov N.Y.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».