Promotiebericht
Nikhef, 19-05-2010
Effecten van instantoninteracties op de fases van quarkmaterie
Jorn Boomsma, promovendus aan het Nikhef, verdedigt zijn proefschrift donderdag 17 juni 2010 aan de Vrije Universiteit Amsterdam.
Onder extreme omstandigheden gedraagt materie zich anders dan gewoonlijk. In dit proefschrift worden de effecten van instantonen op materie onder zulke omstandigheden onderzocht met behulp van modelberekeningen. Uit de studie blijkt dat instantonen nieuwe fases mogelijk maken en dat ze in combinatie met sterke magneetvelden zorgen voor een rijke fasestructuur.
Onder normale omstandigheden zijn quarks opgesloten in protonen en neutronen. Dit verandert bij temperaturen van 2 biljoen graden Celsius en bij dichtheden groter dan 5 maal de dichtheid van een atoomkern. Dan komen quarks in een nieuwe fase, quarkmaterie genaamd. Deze vorm van materie speelt een rol bij de beschrijving van de oerknal, botsingen van zware ionen en in de kern van neutronensterren. In zulke systemen kunnen bovendien extreem sterke magneetvelden voorkomen.
De kracht die quarks bij elkaar houdt in protonen en neutronen is de sterke kernkracht. Deze kracht heeft oneindig veel vacua. Instantonen zorgen voor overgangen tussen deze vacua. Gerard ’t Hooft heeft al in 1976 aangetoond dat instantonen fysische gevolgen kunnen hebben. In dit proefschrift zijn hun effecten op quarkmaterie bestudeerd. Het is niet mogelijk om deze effecten te berekenen met behulp van de gebruikelijke theoretische methoden van de sterke kernkracht. Daarom worden in deze studie modelberekeningen gebruikt. Met name de fasestructuur van het Nambu-Jona-Lasinio model is bestudeerd. De hoofdconclusie is dat instantonen belangrijk zijn voor het gedrag van quarkmaterie. Er zijn nieuwe fases gevonden die van belang kunnen zijn voor de structuur van neutronensterren en voor materie die ontstaat bij botsingen van zware ionen.
Jorn Boomsma: Effects of instanton interactoins on the phases of quark matter (pdf)
De promotie vindt plaats op donderdag 17 juni, om 15.45 in het auditorium aan de De Boelelaan 1105, Vrije Universiteit Amsterdam.
Promotor: prof.dr. P.J.G. Mulders
Co-Promoter: dr. D. Boer
Contact: Jorn Boomsma