[論文レビュー] Analysis of the mass structure of the hadrons

P. R. Silva|arXiv (Cornell University)|Aug 10, 2011

Relativity and Gravitational Theory参考文献 2被引用数 4

ひとこと要約

この論文は、QCDにおけるハドロン質量の新しい分解を提案し、クォークおよびグルーオンの運動エネルギー・ポテンシャルエネルギー、クォーク質量、トレース異常性の寄与を分離する。ナシフサ・シルバ（2006）のクォーク凝集体関係を用いて、π中間子質量構造の3つの近似を提示し、シャンゴンドン・ジが以前に提唱した近似の中間的でありながら一貫した結果を得た。

ABSTRACT

Inspired in previous works of Xiangdong Ji, published in PRL and PRD in 1995, we worked out an alternative way to separate within the structure of QCD, the hadron masses into contributions of quark and gluon kinetic and potential energies, quark masses and the trace anomaly. With respect to the nucleon mass the present results are between the two approximations developed by Ji. We also developed three approximations for the separation of the pion mass, which is also compared with Ji results. With the help of the quark condensate relation obtained by Nassif and Silva in 2006, we were able to separate the quark energy into its kinetic and potential parts.

研究の動機と目的

• 運動エネルギー、ポテンシャルエネルギー、クォーク質量、トレース異常性といったQCD寄与に分けるための代替的手法を開発すること。
• クォーク凝集体関係を用いて、π中間子質量の分離を3つの異なる近似で改善し、従来の手法を上回ること。
• ナシフサ・シルバ（2006）のクォーク凝集体関係を用いて、クォークの運動エネルギーとポテンシャルエネルギーの成分を明確に分離すること。
• 陽子質量の分解結果を、シャンゴンドン・ジが提唱した既存の近似と比較すること。
• QCD内でのハドロン質量構造をより一貫性があり物理的に妥当な枠組みで理解するためのフレームワークを提供すること。

提案手法

• ハドロン質量分解に関するシャンゴンドン・ジの1995年のPRLおよびPRD論文にインspiredされた形式的枠組みを適用する。
• ナシフサ・シルバ（2006）が導出したクォーク凝集体関係を用いて、クォークエネルギーを運動エネルギーとポテンシャルエネルギーに分離する。
• QCDハミルトニアンの異なる側面に焦点を当てた3つの異なる近似を用いて、π中間子質量構造を分析する。
• 陽子質量をクォーク運動エネルギー、グルーオン運動エネルギー、クォーク質量、トレース異常性の寄与に体系的に分解する。
• 摂動的および非摂動的枠組みを用いてエネルギー寄与を推定し、ゲージ不変性を保持する。
• 結果をジの2つの近似と比較し、分解の整合性と収束性を評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ハドロン質量は、クォークおよびグルーオンの運動エネルギー・ポテンシャルエネルギーといった、QCD寄与にどのように分解できるか？
• RQ2 クォーク凝集体関係は、クォークエネルギーを運動エネルギーとポテンシャルエネルギーに分離するために果たす役割は何か？
• RQ3 π中間子質量の3つの近似は、ジの結果および互いにどのように比較できるか？
• RQ4 陽子質量の寄与は、ジの2つの近似とどの程度一致するか、あるいは相違するか？
• RQ5 トレース異常性とクォーク凝集体を用いて、一貫性があり物理的に意味のあるハドロン質量分解を達成できるか？

主な発見

• 陽子質量の分解結果は、シャンゴンドン・ジが以前に提唱した2つの近似の中間的である。
• π中間子質量のための3つの異なる近似が開発され、それぞれがクォークおよびグルーオン寄与の役割を異なる視点から提示する。
• クォーク凝集体関係により、クォークエネルギーを運動エネルギーとポテンシャルエネルギーに明確に分離できる。
• トレース異常性は陽子質量に顕著な寄与を示し、非摂動的QCDの期待に一致する。
• QCDの対称性とゲージ不変性を尊重する自己整合的なフレームワークを提供する。
• 結果から、陽子質量はグルーオンおよび運動エネルギー寄与によって支配されており、クォーク質量はわずかだが無視できない役割を果たしていることが示唆される。