二维Gross-Neveu模型的大量费米子亚稳态及其衰减特性

本文主要探讨了二维Gross-Neveu模型的一个扩展版本，其中包含了大量基本费米子。Gross-Neveu模型原本是一种理论框架，用于描述量子场论中的凝聚现象，特别是在高能物理中，它在统计力学和粒子物理学中具有重要意义。原始模型中，费米子通常被认为是轻量级的，但在本文中，研究者考虑了费米子具有质量的情况。 作者对这个带有大量费米子的Gross-Neveu模型进行了深入研究，特别关注于是否存在束缚态，即在势能图中稳定的、能量低于零的粒子对。传统的Gross-Neveu模型在无味或轻质费米子情况下已知可能存在束缚态，但在质量较大的费米子下，情况可能有所不同。 通过计算辅助束缚态场的自能和有效势，研究者发现模型中的最低能量最小值附近并没有稳定的束缚态。然而，在模型的另一个局部最小值区域，他们发现了亚稳态的束缚态。这种亚稳态意味着束缚态虽然不是全局稳定的，但其存在时间足够长，不会立即消失。这种现象被称为“元稳态”。 进一步的研究揭示了这个元稳态束缚态的衰减机制：它是通过量子隧穿过程衰减的。这意味着即使在经典力学中看起来不可能逃脱的势阱，量子效应仍提供了粒子逃离的可能性。研究人员细致地分析了束缚态的寿命，即其衰变时间，发现它与费米子的质量和相互作用强度（即耦合常数）有显著的关系。 关键词包括"1/N扩张"，这是一种在量子场论中用来处理强相互作用的有效方法，"低维场论"，因为二维模型的简化有助于理解和计算，以及"非perturbative效应"，强调了文中对于量子场论中的非线性行为和量子效应的重视。 这篇工作不仅对理解大规模费米子下Gross-Neveu模型的行为提供了新的见解，还可能对寻找更广泛的量子场论中允许束缚态的条件有所启发。由于是开放访问资源，该成果可供全球科学家们自由查阅和讨论，促进了理论物理领域的进一步发展。