Papers
Topics
Authors
Recent
Search
2000 character limit reached

Collective excitations in the hot QCD medium and the propagation of Heavy Quarks

Published 28 Oct 2024 in nucl-th, hep-ph, and hep-th | (2410.20770v1)

Abstract: This review explores the current understanding of collective excitations and the dynamics of heavy quark propagation in the quark-gluon plasma (QGP) formed in relativistic heavy-ion collisions. We focus on three core aspects: the theoretical modelling of the QGP, including momentum anisotropy, medium-induced collisions, finite chemical potential, and non-ideal interactions; the collective behaviours within the plasma; and the interaction dynamics of heavy quarks as they traverse the medium. Along with the polarization energy loss mechanisms, we also review the possibility of energy gain due to thermal field fluctuations. Lastly, we discuss how these theoretical insights can be tested through experiments and outline possible directions for future research.

Definition Search Book Streamline Icon: https://streamlinehq.com
References (103)
  1. K. A. Olive et al. (Particle Data Group), Chin. Phys. C 38, 090001 (2014).
  2. J. Adams et al. (STAR), Nucl. Phys. A 757, 102 (2005), arXiv:nucl-ex/0501009 .
  3. K. Aamodt et al. (ALICE), Phys. Rev. Lett. 105, 252302 (2010), arXiv:1011.3914 [nucl-ex] .
  4. K. Aamodt et al. (ALICE), Phys. Rev. Lett. 106, 032301 (2011), arXiv:1012.1657 [nucl-ex] .
  5. NICA, “Nica-jinr,”  (2024).
  6. N. Cabibbo and G. Parisi, Phys. Lett. B 59, 67 (1975).
  7. B. Mohanty, Nucl. Phys. A 830, 899C (2009), arXiv:0907.4476 [nucl-ex] .
  8. J. Adam et al. (STAR), Phys. Rev. Lett. 126, 092301 (2021), arXiv:2001.02852 [nucl-ex] .
  9. M. Abdallah et al. (STAR), Phys. Rev. C 104, 024902 (2021a), arXiv:2101.12413 [nucl-ex] .
  10. M. Abdallah et al. (STAR), Phys. Rev. Lett. 127, 262301 (2021b), arXiv:2105.14698 [nucl-ex] .
  11. E. V. Shuryak, Nucl. Phys. A 750, 64 (2005), arXiv:hep-ph/0405066 .
  12. Z. Tan and Y. Mo, Results Phys. 15, 102627 (2019).
  13. M. Abdulhamid et al. (STAR), Phys. Rev. D 109, 012004 (2024), arXiv:2309.14220 [hep-ex] .
  14. S. Bhatta (ATLAS), PoS EPS-HEP2023, 202 (2024).
  15. C.-Y. Wong, Phys. Rev. C 65, 034902 (2002), arXiv:nucl-th/0110004 .
  16. G.-Y. Qin and X.-N. Wang, Int. J. Mod. Phys. E 24, 1530014 (2015), arXiv:1511.00790 [hep-ph] .
  17. S. Cao et al., Phys. Rev. C 99, 054907 (2019), arXiv:1809.07894 [nucl-th] .
  18. J. Adam et al. (ALICE), JHEP 03, 081 (2016), arXiv:1509.06888 [nucl-ex] .
  19. U. A. Wiedemann, Nucl. Phys. A 690, 731 (2001), arXiv:hep-ph/0008241 .
  20. B. Svetitsky, Phys. Rev. D 37, 2484 (1988).
  21. G. D. Moore and D. Teaney, Phys. Rev. C 71, 064904 (2005), arXiv:hep-ph/0412346 .
  22. K. M. Burke et al. (JET), Phys. Rev. C 90, 014909 (2014), arXiv:1312.5003 [nucl-th] .
  23. K. Dusling and I. Zahed, Nucl. Phys. A 833, 172 (2010), arXiv:0904.0169 [nucl-th] .
  24. S. Cho and I. Zahed, Phys. Rev. C 82, 064904 (2010), arXiv:0910.1548 [nucl-th] .
  25. Y. L. Dokshitzer and D. E. Kharzeev, Phys. Lett. B 519, 199 (2001), arXiv:hep-ph/0106202 .
  26. M. G. Mustafa, Phys. Rev. C 72, 014905 (2005), arXiv:hep-ph/0412402 .
  27. S. Mrowczynski, Acta Phys. Polon. B 37, 427 (2006), arXiv:hep-ph/0511052 .
  28. P. Romatschke and M. Strickland, Phys. Rev. D 68, 036004 (2003), arXiv:hep-ph/0304092 .
  29. P. Romatschke and M. Strickland, Phys. Rev. D 70, 116006 (2004), arXiv:hep-ph/0406188 .
  30. B. Schenke and M. Strickland, Phys. Rev. D 76, 025023 (2007), arXiv:hep-ph/0611332 .
  31. M. Y. Jamal, DAE Symp. Nucl. Phys. 64, 1053 (2019).
  32. J.-P. Blaizot and E. Iancu, Phys. Rept. 359, 355 (2002), arXiv:hep-ph/0101103 .
  33. D. F. Litim and C. Manuel, Phys. Rept. 364, 451 (2002), arXiv:hep-ph/0110104 .
  34. V. V. Klimov, Sov. Phys. JETP 55, 199 (1982).
  35. P. Romatschke and M. Strickland, Phys. Rev. D 71, 125008 (2005), arXiv:hep-ph/0408275 .
  36. M. Y. Jamal and B. Mohanty, Eur. Phys. J. Plus 136, 130 (2021a), arXiv:2002.09230 [nucl-th] .
  37. M. Y. Jamal, Eur. Phys. J. Plus 139, 46 (2024), arXiv:2301.00187 [nucl-th] .
  38. M. Yousuf Jamal and V. Chandra, Eur. Phys. J. C 79, 761 (2019), arXiv:1907.12033 [nucl-th] .
  39. S. K. Wong, Nuovo Cim. A 65, 689 (1970).
  40. M. H. Thoma and M. Gyulassy, Nucl. Phys. B 351, 491 (1991).
  41. S. Mrowczynski and M. H. Thoma, Ann. Rev. Nucl. Part. Sci. 57, 61 (2007), arXiv:nucl-th/0701002 .
  42. G. Colonna, in Plasma Modeling, 2053-2563 (IOP Publishing, 2016) pp. 1–1 to 1–23.
  43. S. Mitra and V. Chandra, Phys. Rev. D 97, 034032 (2018), arXiv:1801.01700 [nucl-th] .
  44. M. Laine and Y. Schroder, JHEP 03, 067 (2005), arXiv:hep-ph/0503061 .
  45. J. L. Anderson and H. R. Witting, Physica 74, 466 (1974).
  46. M. Bleicher and E. Bratkovskaya, Prog. Part. Nucl. Phys. 122, 103920 (2022).
  47. D. B. Boercker and J. W. Dufty, Annals of Physics 119, 43 (1979).
  48. A. Sorensen et al., Prog. Part. Nucl. Phys. 134, 104080 (2024), arXiv:2301.13253 [nucl-th] .
  49. C. Manuel and S. Mrowczynski, Phys. Rev. D 70, 094019 (2004), arXiv:hep-ph/0403024 .
  50. P. Bozek and I. Wyskiel-Piekarska, Phys. Rev. C 83, 024910 (2011), arXiv:1009.0701 [nucl-th] .
  51. P. Bozek, Phys. Rev. C 107, 034916 (2023), arXiv:2212.06018 [nucl-th] .
  52. E. S. Weibel, Phys. Rev. Lett. 2, 83 (1959).
  53. P. Romatschke and R. Venugopalan, Eur. Phys. J. A 29, 71 (2006), arXiv:hep-ph/0510292 .
  54. J. Randrup and S. Mrowczynski, Phys. Rev. C 68, 034909 (2003), arXiv:nucl-th/0303021 .
  55. S. Mrowczynski, Phys. Lett. B 314, 118 (1993).
  56. S. Mrowczynski, Phys. Lett. B 393, 26 (1997), arXiv:hep-ph/9606442 .
  57. I. Selyuzhenkov, J. Phys. Conf. Ser. 1685, 012020 (2020).
  58. E. Syresin et al., JACoW IPAC2022, 1819 (2022).
  59. S. Nagamiya, Nucl. Phys. A 774, 895 (2006).
  60. K. Fukushima and T. Hatsuda, Rept. Prog. Phys. 74, 014001 (2011), arXiv:1005.4814 [hep-ph] .
  61. M. A. Stephanov, Prog. Theor. Phys. Suppl. 153, 139 (2004), arXiv:hep-ph/0402115 .
  62. P. de Forcrand and O. Philipsen, JHEP 01, 077 (2007), arXiv:hep-lat/0607017 .
  63. P. de Forcrand and O. Philipsen, JHEP 11, 012 (2008), arXiv:0808.1096 [hep-lat] .
  64. U. Kakade and B. K. Patra, Phys. Rev. C 92, 024901 (2015), arXiv:1503.08149 [hep-ph] .
  65. V. M. Bannur, Eur. Phys. J. C 50, 629 (2007), arXiv:hep-ph/0508069 .
  66. M. Y. Jamal and B. Mohanty, Eur. Phys. J. C 81, 616 (2021b), arXiv:2101.00164 [nucl-th] .
  67. S. Jeon and L. G. Yaffe, Phys. Rev. D 53, 5799 (1996), arXiv:hep-ph/9512263 .
  68. P. Chakraborty and J. I. Kapusta, Phys. Rev. C 83, 014906 (2011), arXiv:1006.0257 [nucl-th] .
  69. V. Chandra and V. Ravishankar, Phys. Rev. D 84, 074013 (2011).
  70. P. N. Meisinger and M. C. Ogilvie, Phys. Lett. B 379, 163 (1996), arXiv:hep-lat/9512011 .
  71. V. N. Gribov, Nucl. Phys. B 139, 1 (1978).
  72. D. Zwanziger, Nucl. Phys. B 323, 513 (1989).
  73. M. I. Gorenstein and S.-N. Yang, Phys. Rev. D 52, 5206 (1995).
  74. M. Albright and J. I. Kapusta, Phys. Rev. C 93, 014903 (2016), arXiv:1508.02696 [nucl-th] .
  75. A. M. Polyakov, Phys. Lett. B 72, 477 (1978).
  76. L. Susskind, Phys. Rev. D 20, 2610 (1979).
  77. B. Svetitsky and L. G. Yaffe, Nucl. Phys. B 210, 423 (1982).
  78. B. Svetitsky, Phys. Rept. 132, 1 (1986).
  79. Y. Nambu and G. Jona-Lasinio, Phys. Rev. 122, 345 (1961a).
  80. Y. Nambu and G. Jona-Lasinio, Phys. Rev. 124, 246 (1961b).
  81. H.-M. Tsai and B. Muller, J. Phys. G 36, 075101 (2009), arXiv:0811.2216 [hep-ph] .
  82. M. Gell-Mann and M. Levy, Nuovo Cim. 16, 705 (1960).
  83. A. N. Tawfik and A. I. Ahmadov,   (2023), arXiv:2310.09387 [hep-ph] .
  84. A. Jaiswal and N. Haque, Phys. Lett. B 811, 135936 (2020), arXiv:2005.01303 [hep-ph] .
  85. K. Fukushima and N. Su, Phys. Rev. D 88, 076008 (2013), arXiv:1304.8004 [hep-ph] .
  86. S. Mitra and V. Chandra, Phys. Rev. D 94, 034025 (2016), arXiv:1606.08556 [nucl-th] .
  87. V. Chandra and V. Sreekanth, Eur. Phys. J. C 77, 427 (2017), arXiv:1602.07142 [nucl-th] .
  88. A. Bazavov et al. (HotQCD), Phys. Rev. D 90, 094503 (2014), arXiv:1407.6387 [hep-lat] .
  89. H. van Hees and R. Rapp, Phys. Rev. C 71, 034907 (2005), arXiv:nucl-th/0412015 .
  90. R. Rapp and H. V. Hees, in Quark-Gluon Plasma 4 (World Scientific, 2010) pp. 111–206.
  91. R. Bailhache et al., Phys. Rept. 1097, 1 (2024), arXiv:2406.17959 [nucl-ex] .
  92. S. K. Das et al., Int. J. Mod. Phys. E 31, 12 (2022), arXiv:2208.13440 [nucl-th] .
  93. K. B. Fadafan and H. Soltanpanahi, JHEP 10, 085 (2012), arXiv:1206.2271 [hep-th] .
  94. N. Abbasi and A. Davody, JHEP 12, 026 (2013), arXiv:1310.4105 [hep-th] .
  95. J. Prakash and M. Y. Jamal, Eur. Phys. J. Plus 139, 778 (2024a), arXiv:2304.04003 [nucl-th] .
  96. J. Prakash and M. Y. Jamal, J. Phys. G 51, 025101 (2024b).
  97. M. Djordjevic and M. Gyulassy, Nucl. Phys. A 733, 265 (2004), arXiv:nucl-th/0310076 .
  98. J. Prakash, Phys. Rev. C 110, 044902 (2024), arXiv:2406.18714 [hep-ph] .
  99. D. B. Walton and J. Rafelski, Phys. Rev. Lett. 84, 31 (2000), arXiv:hep-ph/9907273 .
  100. R. Rapp and H. van Hees, J. Phys. G 32, S351 (2006), arXiv:hep-ph/0606117 .
  101. M. Ruggieri and S. K. Das, Phys. Rev. D 98, 094024 (2018), arXiv:1805.09617 [nucl-th] .
  102. A. Beraudo et al., Nucl. Phys. A 979, 21 (2018), arXiv:1803.03824 [nucl-th] .
  103. X. Dong and V. Greco, Prog. Part. Nucl. Phys. 104, 97 (2019).

Summary

No one has generated a summary of this paper yet.

Ai Sparkles Streamline Icon: https://streamlinehq.com Sign Up to Summarize

Whiteboard

No one has generated a whiteboard explanation for this paper yet.

Ai Sparkles Streamline Icon: https://streamlinehq.com Sign Up to Generate

Continue Learning

We haven't generated follow-up questions for this paper yet.

Ai Sparkles Streamline Icon: https://streamlinehq.com Generate Now

Collections

Sign up for free to add this paper to one or more collections.

User Circle Single Streamline Icon: https://streamlinehq.com Sign Up

Tweets

Sign up for free to view the 1 tweet with 4 likes about this paper.

User Circle Single Streamline Icon: https://streamlinehq.com Sign Up for Free