[論文レビュー] Deconfinement, Chiral Symmetry Breaking and Chiral Polarization

Andrei Alexandru, Ivan Horváth|arXiv (Cornell University)|Sep 24, 2014

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions参考文献 8被引用数 3

ひとこと要約

本稿は、Nf=0 QCDにおける脱コンfinメント転移温度（Tc < T < Tch）より高い温度領域で、脱コンfinメント的でスピンが反転した相の存在を、有限体積格子シミュレーションとオーバーラップフェルミオンを用いて調査している。近似的にゼロに近いモード密度ρ(λ→0)を用いたバリエンスチール的対称性の破れに加え、ディラック固有モードの動的チラル極化が伴うことが示され、vSChSB–ChP対応関係が格子間隔（a = 0.085 fm および a = 0.060 fm）にわたって安定に保たれている。これは、異常相が連続極限に近づくまで持続することを示唆している。

ABSTRACT

We examine the feasibility of the proposition that there is a temperature range T$_c$ &lt; T &lt; T$_{ch}$ in N$_f$=0 QCD, where real Polyakov line (deconfined) vacuum exhibits valence spontaneous chiral symetry breaking and dynamical chiral polarization of Dirac eigenmodes. Detailed finite-volume analysis convincingly demonstrates the existence of such phase at fixed cutoff (a=0.085 fm). Moreover, it is found that this behavior also takes place closer to the continuum limit (a=0.060 fm) without qualitative change in its properties.

研究の動機と目的

• Tcより高い温度領域で、ポリakov線が非ゼロであるが、チラル対称性が自発的に破れている状況において、Nf=0 QCDに脱コンパクトでチラルに破れた相が存在するかどうかを検証すること。
• 動的チラル極化をプローブとして用い、この異常相におけるvSChSB–ChP対応関係の妥当性を検証すること。
• より細かい格子間隔に近づけることで、観測された振るまいが格子断片性に起因するものでないかを評価すること。
• 体積密度Ωで特徴づけられるチラル極化層が、連続極限への外挿においても持続するかどうかを同定すること。

提案手法

• 固定スケールr0=0.5 fmにおけるウィルソンゲージ作用とオーバーラップディラック作用素（ρ=26/19）を用いた有限体積格子シミュレーション。
• 近似的にゼロに近い固有モード密度ρ(λ→0)を用いて、バリエンスチール的対称性の破れをオーバーラップフェルミオン形式で探査する。
• 各ディラックモードにおける相関係数CAを定義し、累積極化密度σch(σ)の構築を可能にするチラル極化の定義。
• σch(σ)の解析により、チラルに極化した層の存在を検出する。Ωは、小σにおけるσch(σ)の最大値として定義される。
• 固定T/Tc=1.12における、異なる格子間隔（a=0.085 fm および a=0.060 fm）でのスペクトル密度ρ(λ)とσch(σ)の比較。
• Ωの体積スケーリング解析により、無限体積極限への収束を評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 Tcより高い温度領域で、実際のポリakov線と非ゼロのバリエンスチール的チラル凝集体を有するNf=0 QCDに、脱コンパクトでチラルに破れた相が存在するか？
• RQ2 低エネルギーのディラックモードのチラル極化によって示されるように、この異常相においてvSChSB–ChP対応関係が保持されるか？
• RQ3 より細かい格子間隔に近づけると、ρ(λ)とσch(σ)における異常な振るまいが持続するか？
• RQ4 観測されたチラル極化が体積およびカットオフの変化に対して頑健であるか、物理的相であるかを示すものか？

主な発見

• a=0.085 fmにおいて、非単調な近似的にゼロに近いモード密度ρ(λ)と非ゼロのΩが確認され、脱コンパクトで自発的バリエンスチール的チラル対称性の破れを示す異常相が存在することが裏付けられた。
• Ωで定量化されるチラル極化層は、空間的体積に伴い単調に増加し、熱力学的に安定な相の存在を支持する。
• a=0.060 fm（T/Tc=1.12）においても、ゼロに近いスペクトル密度ρ(λ)は依然として異常にピークを持ち、ピーク高さに顕著な低下は認められず、近似的にゼロのモードが持続していることが示された。
• 累積チラル極化σch(σ)は、小σにおいて明確な正のバンプを示し、連続極限におけるチラルに極化した層の存在が確認された。
• より細かい格子間隔においてΩの値はわずかに減少したが、これは極化の弱体化ではなくピーク幅の縮小に起因するとされ、チラルダイナミクスにおける定性的な変化は示唆されなかった。
• vSChSB–ChP対応関係は、両方の格子間隔にわたって強く保持されており、異常相におけるチラル対称性の破れとチラル極化の間の深い関係を支持する。