[論文レビュー] Charmonium correlators and spectral functions at finite temperature

Heng-Tong Ding, Olaf Kaczmarek+3 more|arXiv (Cornell University)|Oct 16, 2009

High-Energy Particle Collisions Research参考文献 5被引用数 7

ひとこと要約

本研究では、細かい等方的格子とMEM解析におけるゼロモード寄与の分離に新たな手法を用いて、有限温度におけるクエンチドQCDにおけるチャロンニウムスペクトル関数を調査する。0.75Tcでは、J/ψ基底状態ピークが強く信頼できる。1.5Tcでは、時間的分解能が限られ、デフォルトモデルへの依存が強いことから、J/ψの融解について明確な結論は得られず、相関関数の温度依存性の主な要因はゼロモードであるとされる。

ABSTRACT

We study charmonium correlators and spectral functions in quenched QCD, using Clover improved Wilson fermions on very fine (0.015 fm) isotropic lattices at 0.75 Tc and 1.5 Tc. We use a new approach to distinguish the zero mode contribution from the other contributions. Once this is removed, we find that the ratios of correlators to reconstructed correlators remain almost unity at all distances. The ground state peaks of spectral functions obtained at 0.75 Tc are reliable and robust. The present accuracy and limited number of points in the temporal direction at 1.5 Tc do not allow for a reliable conclusion about a possible melting of charmonium states in the QGP.

研究の動機と目的

• 有限温度における格子QCD相関関数から抽出されたチャロンニウムスペクトル関数の信頼性を評価すること。
• MEMにおける不適切な解析継続問題に対処するため、スペクトル関数におけるゼロモード寄与を分離すること。
• 高精度な格子データを用いて、1.5Tcにおけるクォーカー・グルーオンプラズマ中でのJ/ψ状態の存続または融解を評価すること。
• デフォルトモデルの選択がMEM出力に与える影響を評価し、スペクトル関数再構築のための事前知識を改善すること。

提案手法

• 0.75Tcおよび1.5Tcにおける非常に細かい等方的格子（a ≈ 0.015 fm）を用いて、Clover改善されたウィルソンフェルミオンを用いる。
• Euclidean時間相関関数からスペクトル関数を再構築するために、Maximum Entropy Method (MEM) を適用する。
• MEM解析における他のスペクトル成分からゼロモード寄与を分離するための新規アプローチを導入する。
• 0.75Tcにおける再構築スペクトル関数を、1.5TcにおけるMEM解析のデフォルトモデルとして用い、一貫性を検証する。
• 相関関数比 G(τ,1.5Tc)/Grec(τ,1.5Tc) を比較して、温度依存性を評価し、支配的寄与を特定する。
• 時間微分比を分析して、ゼロモード効果が観察された温度依存性を支配していることを確認する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 細かい格子上でのMEMによるチャロンニウム状態のスペクトル関数の信頼性はどの程度か？
• RQ2 MEM解析におけるゼロモード寄与が、チャロンニウム相関関数の温度依存性をどの程度歪めるか？
• RQ3 現在の格子分解能と統計的精度を考慮すると、1.5Tcにおけるクォーク・グルーオンプラズマ中でJ/ψ状態は存続するか、それとも融解するか？
• RQ4 MEM結果は、特に高エネルギー領域および低エネルギー領域において、デフォルトモデルの選択にどの程度敏感か？
• RQ5 相関関数の温度依存性は主にゼロモードによって説明可能であり、その分離は可能か？

主な発見

• 0.75Tcでは、ベクトルスペクトル関数における基底状態ピークが、さまざまなデフォルトモデルに対して安定しており、J/ψ状態の信頼性の高い抽出を示している。
• 細かい格子（a ≈ 0.015 fm）を用いることで分解能が著しく向上し、低エネルギーおよび高エネルギースペクトル領域の分離が可能になった。
• 1.5Tcでは、短距離で相関関数比が1に近いが、長距離では最大12%のずれが生じており、これは低エネルギー領域のスペクトル変化を示している。
• 1.5Tcにおける相関関数比のずれは主にゼロモード寄与に起因し、これを分離・除去することで、比が誤差内にほぼ1に戻ることが確認された。
• MEM解析における1.5Tcの結果は、デフォルトモデルの選択に強く依存しており、一方のモデルではJ/ψの存続を示唆し、他方では融解を示唆しており、時間的分解能が限られている（Nτ = 32）ため、曖昧さが生じている。
• ゼロモード寄与を除去した後、相関関数データと再構築相関関数の比は誤差内にほぼ1に保たれ、温度依存性が主に低周波数スペクトル成分に起因していることを確認した。