2000 character limit reached
Anomalous diffusion of the heavy quarks through the fractional Langevin equation
Published 8 Jan 2024 in hep-ph and nucl-th | (2401.03757v2)
Abstract: The dynamics of heavy quarks within the hot QCD medium have been revisited, considering the influence of anomalous diffusion. This study has been conducted using the framework of the fractional Langevin equation involving the Caputo fractional derivative. We introduce a numerical scheme for the fractional Langevin equation and demonstrate that the mean square displacement of the particle exhibits anomalous diffusion, deviating from a linear relationship with time. Our analysis calculates various entities, such as mean squared momentum, momentum spread, and the nuclear suppression factor, $R_{AA}$. Notably, our findings indicate that superdiffusion strongly suppresses the $R_{AA}$ compared to normal diffusion in the hot QCD medium. The possible impacts on other parameters are also discussed.
- J. Adams et al. (STAR), Phys. Rev. Lett. 97, 162301 (2006), arXiv:nucl-ex/0604018 .
- J. Adams et al. (STAR), Nucl. Phys. A 757, 102 (2005), arXiv:nucl-ex/0501009 .
- K. Adcox et al. (PHENIX), Nucl. Phys. A 757, 184 (2005), arXiv:nucl-ex/0410003 .
- K. Aamodt et al. (ALICE), Phys. Rev. Lett. 105, 252301 (2010), arXiv:1011.3916 [nucl-ex] .
- I. Arsene et al. (BRAHMS), Phys. Rev. C 72, 014908 (2005), arXiv:nucl-ex/0503010 .
- H. van Hees and R. Rapp, Phys. Rev. C 71, 034907 (2005), arXiv:nucl-th/0412015 .
- R. Rapp and H. van Hees (2010) pp. 111–206, arXiv:0903.1096 [hep-ph] .
- A. Andronic et al., Eur. Phys. J. C 76, 107 (2016), arXiv:1506.03981 [nucl-ex] .
- X. Dong and V. Greco, Prog. Part. Nucl. Phys. 104, 97 (2019).
- S. Cao et al., Phys. Rev. C 99, 054907 (2019), arXiv:1809.07894 [nucl-th] .
- A. Beraudo et al., Nucl. Phys. A 979, 21 (2018), arXiv:1803.03824 [nucl-th] .
- F. Prino and R. Rapp, J. Phys. G 43, 093002 (2016), arXiv:1603.00529 [nucl-ex] .
- G. Aarts et al., Eur. Phys. J. A 53, 93 (2017), arXiv:1612.08032 [nucl-th] .
- P. B. Gossiaux and J. Aichelin, Phys. Rev. C 78, 014904 (2008), arXiv:0802.2525 [hep-ph] .
- J. Prakash and M. Y. Jamal,  (2023a), arXiv:2304.04003 [nucl-th] .
- M. Y. Jamal and B. Mohanty, Eur. Phys. J. C 81, 616 (2021a), arXiv:2101.00164 [nucl-th] .
- M. Y. Jamal and B. Mohanty, Eur. Phys. J. Plus 136, 130 (2021b), arXiv:2002.09230 [nucl-th] .
- J. Prakash and M. Y. Jamal, Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics 51, 025101 (2023b).
- X. Du and W. Qian, arXiv preprint arXiv:2312.16294 (2023).
- S. K. Das et al., International Journal of Modern Physics E , 2250097 (2022).
- S. Cao and S. A. Bass, Phys. Rev. C 84, 064902 (2011).
- R. Balescu, Physical Review E 51, 4807 (1995).
- J.-P. Bouchaud and A. Georges, Physics reports 195, 127 (1990).
- R. Metzler and J. Klafter, Physics reports 339, 1 (2000).
- I. M. Sokolov and J. Klafter, Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science 15 (2005).
- E. Lutz, Phys. Rev. E 64, 051106 (2001).
- S. Lim and L. Teo, Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment 2009, P08015 (2009).
- X. Wang and Y. Chen, Phys. Rev. E 107, 024105 (2023).
- V. Kobelev and E. Romanov, Progress of Theoretical Physics Supplement 139, 470 (2000).
- F. Mainardi and P. Pironi, Extracta Math. 11, 140 (1996).
- C. Li and F. Zeng, Numerical Functional Analysis and Optimization 34, 149 (2013).
- A. Carpinteri and F. Mainardi, Fractals and Fractional Calculus in Continuum Mechanics 378 (2014).
- O. P. Agrawal, Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical 40, 6287 (2007).
- R. Metzler, Phys. Rev. E 62, 6233 (2000).
- G. Zumofen and J. Klafter, Chemical physics letters 219, 303 (1994).
- K. Wang and M. Tokuyama, Physica A: Statistical Mechanics and its Applications 265, 341 (1999).
- K. Wang, Physical Review A 45, 833 (1992a).
- K. G. Wang, Phys. Rev. A 45, 833 (1992b).
- K. S. Fa, Phys. Rev. E 73, 061104 (2006).
- P. Caucal and Y. Mehtar-Tani, Phys. Rev. D 106, L051501 (2022), arXiv:2109.12041 [hep-ph] .
- M. Caputo, Geophysical Journal International 13, 529 (1967).
- L. C. G. Rogers, Mathematical finance 7, 95 (1997).
- K. B. Oldham and J. Spanier, Mathematics in Science and Engineering 111 (1974), 2105.14296 .
- D. B. Walton and J. Rafelski, Phys. Rev. Lett. 84, 31 (2000).
- G. D. Moore and D. Teaney, Phys. Rev. C 71, 064904 (2005), arXiv:hep-ph/0412346 .
- B. Svetitsky, Phys. Rev. D 37, 2484 (1988).
Paper Prompts
Sign up for free to create and run prompts on this paper using GPT-5.
Top Community Prompts
Collections
Sign up for free to add this paper to one or more collections.
