[論文レビュー] Chromoelectric and chromomagnetic fields for the static gluon-quark-antiquark system

Marco Cardoso, Nuno Cardoso+1 more|arXiv (Cornell University)|Oct 1, 2009

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions参考文献 2被引用数 3

ひとこと要約

このラティスQCD研究では、β=6.2における24³×48の格子上でのU字型およびL字型のウィルソン環を用いて、静的グルーオン-クォーク-反クォーク系におけるクロモエレクトリック場およびクロモマグネティック場を計算した。その結果、フラックスチューブがクロモエレクトリック場によって支配的であることが判明し、粒子が重ね合わされた場合の場の配置はグルーボールおよびクォーク-反クォーク極限と整合的であり、基本および随伴フラックスチューブを伴うQCDの閉じ込めのタイプ-IIスーパーコンダクター模型を支持する。

ABSTRACT

The chromoelectric and chromomagnetic fields, created by a static gluon-quark-antiquark system, are computed in the quenched approximation of lattice QCD, in a $24^3 imes 48$ lattice at $β=6.2$. We study two geometries, one with a U shape and another with an L shape. The degenerate case of the two gluon glueball is also studied. This is relevant to understand the microscopic structure of hadrons, in particular of hybrids. This also contributes to understand confinement with flux tubes of the chromoelectric field, and to discriminate between the models of fundamental or adjoint tubes.

研究の動機と目的

• 静的グルーオン-クォーク-反クォーク系におけるクロモエレクトリック場およびクロモマグネティック場を用いたハイブリッドハドロンの微視的構造の解明を目的とする。
• ラティスシミュレーションを用いて、QCD閉じ込めにおけるフラックスチューブの形状および性質を特定することを目的とする。
• U字型およびL字型の幾何配置を比較することにより、フラックスチューブが基本的か随伴的かを特定することを目的とする。
• 場の支配的性およびストリング張力のスケーリングを分析することにより、QCD閉じ込めのタイプ-IIスーパーコンダクター類似模型の妥当性を検証することを目的とする。
• クォーク-反クォークまたはグルーオン-反クォークが重ね合わされた場合の場の挙動を、グルーボールおよびメソニック極限と比較することを目的とする。

提案手法

• β=6.2における24³×48の空間的・時間的格子上でのラティスQCDのクエンチド近似を用いる。
• グルーオン（SU(3)八重項）、クォーク（三重項）、反クォーク（反三重項）表現を用いて、gq̄q系のウィルソン環演算子を構築する。
• 信号対ノイズ比の向上のため、w=0.2で25反復のファットリンクを用いる。
• プラケット演算子の期待値を用いてクロモエレクトリック場およびクロモマグネティック場を計算する：⟨E²⟩ = ⟨P₀ᵢ⟩ − ⟨W P₀ᵢ⟩/⟨W⟩ および ⟨B²⟩ = ⟨W Pᵢⱼ⟩/⟨W⟩ − ⟨Pᵢⱼ⟩。
• 場強度からエネルギー密度および作用密度を導出する：ε = ½(⟨E²⟩ + ⟨B²⟩)，γ = ½(⟨E²⟩ − ⟨B²⟩)。
• U字型およびL字型の幾何配置における対称性軸に沿った場のプロファイルを分析し、グルーボールおよびメソニック極限と比較する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 U字型およびL字型のグルーオン-クォーク-反クォーク系におけるクロモエレクトリック場およびクロモマグネティック場はどのように分布するか？
• RQ2 場の配置は、互いに反発する基本ストリングを伴うタイプ-IIスーパーコンダクター模型のQCD閉じ込めを支持するか？
• RQ3 フラックスチューブ構造において、クロモエレクトリック場とクロモマグネティック場の相対的支配的性は何か？
• RQ4 クォークと反クォークが重ね合わされた場合、場のプロファイルはどのように変化し、二グルーオングルーボール状態とどのように比較できるか？
• RQ5 平行なセグメントにおけるストリング張力がカゼミールスケーリングに従うか？これは随伴ストリングの支配的性を示唆するか？

主な発見

• 研究されたすべての幾何配置において、クロモエレクトリック場の絶対値がクロモマグネティック場を上回ることが判明した。
• クォークと反クォークが重ね合わされた場合（d=0）、場のプロファイルは二グルーオングルーボール状態と一致した。
• グルーオンと反クォークが重ね合わされた場合（r₁=0）、結果は静的クォーク-反クォークメソニック状態と整合的であった。
• r₁=0、r₂=8のL字型幾何配置では、グルーオン-反クォークセグメントの場が静的メソニックポテンシャルと一致し、既知の極限と整合的であることが確認された。
• フラックスチューブの形状および場の分布は、互いに反発する基本ストリングと随伴チャンネルにおける高い張力を持つタイプ-IIスーパーコンダクター模型のQCD閉じ込めを支持する。
• U字型およびL字型の両方の幾何配置における場のプロファイルは、垂直なセグメントを持つハイブリッド状態における閉じ込めが、基本ストリングのペアによって媒介されることを、以前の結果を強化する形で裏付けた。