Deconfinement

In der Physik ist das Deconfinement (im Gegensatz zum Confinement) eine Phase der Materie, in der bestimmte Teilchen als freie Anregungen existieren dürfen und nicht nur in gebundenen Zuständen.

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Beispiele

In der Teilchenphysik und der Physik der kondensierten Materie gibt es mehrere Beispiele von Eichtheorien, die einen Übergang zwischen einer eingeschlossenen (confined) und einer freien (deconfined) Phase aufweisen.

Das erste und bekannteste Beispiel ist die Quantenchromodynamik, laut der Quarks und andere Teilchen mit Farbladung bei niedrigen Energiedichten in farbneutralen Kombinationen wie Hadronen oder Mesonen eingeschlossen sind (Confinement), sich aber bei hoher Energiedichte nahezu frei über Entfernungen bewegen können, die größer sind als die Größe eines Hadrons (ein Femtometer). Diese ungebundene (quasi-freie) Phase wird auch als Quark-Gluon-Plasma bezeichnet.[1]

In der Physik der kondensierten Materie wird Confinement und Deconfinement vor allem in "niedrig-dimensionalen Systemen" diskutiert, das heißt solchen, in denen die Bewegung der Bestandteile auf ein oder zwei Raumrichtungen beschränkt ist.[2][3] Ein prominentes Beispiel ist die „Spin-Ladungs-Trennung“. Dabei wird das Elektron als gebundener Zustand eines Spinons und eines Chargons angesehen, die sich unter bestimmten Bedingungen frei bewegen können.[4]

Siehe auch

Quark-Nova

Literatur

Martin Lütgemeier: Phasenübergänge in der QCD mit fundamentalen und adjungierten Quarks. (PDF; 1 MB) Dissertation, Universität Bielefeld. 24. November 1998, abgerufen am 21. November 2019.
Klaus Reygers: Die Suche nach dem Quark-Gluon-Plasma mit dem PHENIX-Experiment am RHIC. (PDF; 5,6 MB) Habilitationsschrift, Westfälische Wilhelms-Universität Münster. 2004, abgerufen am 21. November 2019.
Jan Philip Heffner: Hamiltonzugang zum Deconfinement-Phasenübergang der Yang-Mills-Theorie. (PDF; 1,8 MB) Dissertation, Eberhard Karls Universität Tübingen. 2015, abgerufen am 21. November 2019.

Einzelnachweise

Volker Eckardt, Norbert Schmitz, Peter Seyboth: Auf der Spur des künstlichen Urknalls. In: Physik in unserer Zeit. Band 36, Nr. 3, 2005, S. 126, doi:10.1002/piuz.200501071.
Thierry Giamarchi: Quantum Phase Transitions in quasi-one dimensional systems. In: Lincoln D. Carr (Hrsg.): Understanding Quantum Phase Transitions. CRC Press / Taylor&Francis, 2010, doi:10.1201/b10273-15, arxiv:1007.1029 (englisch).
Chong Wang, Adam Nahum, Max A. Metlitski, Cenke Xu, T. Senthil: Deconfined Quantum Critical Points: Symmetries and Dualities. In: Phys. Rev. X. Band 7, 2017, S. 031051, doi:10.1103/PhysRevX.7.031051 (englisch).
Jayadev Vijayan, Pimonpan Sompet, Guillaume Salomon, Joannis Koepsell, Sarah Hirthe, Annabelle Bohrdt, Fabian Grusdt, Immanuel Bloch, Christian Gross: Time-Resolved Observation of Spin-Charge Deconfinement in Fermionic Hubbard Chains. In: Science. Band 367, 2020, S. 186, doi:10.1126/science.aay2354, arxiv:1905.13638 (englisch).

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[1] Volker Eckardt, Norbert Schmitz, Peter Seyboth: Auf der Spur des künstlichen Urknalls. In: Physik in unserer Zeit. Band 36, Nr. 3, 2005, S. 126, doi:10.1002/piuz.200501071.

[2] Thierry Giamarchi: Quantum Phase Transitions in quasi-one dimensional systems. In: Lincoln D. Carr (Hrsg.): Understanding Quantum Phase Transitions. CRC Press / Taylor&Francis, 2010, doi:10.1201/b10273-15, arxiv:1007.1029 (englisch).

[3] Chong Wang, Adam Nahum, Max A. Metlitski, Cenke Xu, T. Senthil: Deconfined Quantum Critical Points: Symmetries and Dualities. In: Phys. Rev. X. Band 7, 2017, S. 031051, doi:10.1103/PhysRevX.7.031051 (englisch).

[4] Jayadev Vijayan, Pimonpan Sompet, Guillaume Salomon, Joannis Koepsell, Sarah Hirthe, Annabelle Bohrdt, Fabian Grusdt, Immanuel Bloch, Christian Gross: Time-Resolved Observation of Spin-Charge Deconfinement in Fermionic Hubbard Chains. In: Science. Band 367, 2020, S. 186, doi:10.1126/science.aay2354, arxiv:1905.13638 (englisch).