[論文レビュー] Effective Mass Generation of Off-diagonal Gluons as the Origin of Infrared Abelian Dominance in the Maximally Abelian Gauge in QCD

K. Amemiya, Hideo Suganuma|arXiv (Cornell University)|Nov 28, 1998

High-Energy Particle Collisions Research被引用数 7

ひとこと要約

この論文は、SU(2)格子QCDにおける最大アーベル（MA）ゲージにおいて、赤外領域のアーベル的優位性の原因が、非対角グルーオンの有効質量生成にあると特定している。U(1)₃ ランダウ固定を用いることで、距離 r ≥ 0.2 fm において非対角グルーオンが約 0.94 GeV の質量を獲得することが示され、これが長距離領域でアーベル的ダイナミクスが支配的である理由を説明している。

ABSTRACT

We study the origin of the abelian dominance in the maximally abelian (MA) gauge for the long-distance physics in terms of the interaction range mediated by gluons. In the MA gauge, diagonal gluon components behave as neutral gauge fields like photons, and off-diagonal gluon components behave as charged matter fields on the residual abelian gauge symmetry. We study the gluon propagator in the MA gauge with the U(1)$_3$ Landau gauge fixing using the SU(2) lattice QCD with $ 2.2 \\le \\beta \\le 2.4$ and $12^3 \ imes 24$. We find the abelian dominance for the gluon propagator in the MA gauge in the infrared region. The off-diagonal charged gluon behaves as a massive vector boson with the effective mass $M_{\ m ch} \\simeq 0.94$ GeV in the region of $r \\gsim 0.2$ fm. The origin of the infrared abelian dominance is physically explained as the generation of the charged gluon mass $M_{\ m ch}$ induced by the MA gauge fixing, and the charged-gluon mass generation predicts general abelian dominances for the long-distance physics in QCD in the MA gauge.

研究の動機と目的

• QCDの最大アーベル（MA）ゲージにおける赤外領域のアーベル的優位性の物理的起源を理解すること。
• グルーオンの相互作用範囲が長距離QCD物理学におけるアーベル的優位性にどのように寄与するかを調査すること。
• MAゲージ固定手法が非対角グルーオンに有効質量を生成するかどうかを特定すること。
• 非対角グルーオンの有効質量生成と赤外領域におけるアーベル的ダイナミクスの優位性との間の関係を確立すること。

提案手法

• 12³ × 24 の空間的・時間的格子上で、β 値が 2.2 から 2.4 の間の SU(2) 格子QCDシミュレーションを実施する。
• 最大アーベルゲージ配置を分離するために、U(1)₃ ランダウ固定条件を適用する。
• MAゲージにおけるグルーオン伝播関数を計算し、対角成分および非対角成分の長距離挙動を分析する。
• グルーオン伝播関数の空間的依存性を分析して、赤外領域における非対角グルーオンの有効質量を抽出する。
• 観測された伝播関数の挙動を用いて、相関関数の指数的減衰から charged グルーオンの有効質量を推定する。
• 対角成分と非対角成分の挙動を比較することで、赤外極限におけるアーベル的優位性を確認する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 QCDの最大アーベルゲージにおける赤外領域のアーベル的優位性の背後にある物理的メカニズムは何か？
• RQ2 MAゲージ固定条件は非対角グルーオンにどのように有効質量生成を引き起こすか？
• RQ3 赤外領域における非対角グルーオンに生成される有効質量の大きさはどの程度か？
• RQ4 非対角グルーオンの有効質量が、長距離QCDにおけるアーベル的ダイナミクスの優位性を説明できるか？
• RQ5 非対角グルーオンに観測された質量生成は、長距離におけるQCDにおけるアーベル的優位性と普遍的に関連づけることができるか？

主な発見

• MAゲージにおける非対角グルーオンは、距離 r ≥ 0.2 fm において約 0.94 GeV の有効質量を獲得する。
• MAゲージにおけるグルーオン伝播関数は赤外領域でアーベル的優位性を示し、非対角成分は長距離挙動が抑制されている。
• 非対角グルーオンの有効質量生成は、直接的にMAゲージ固定条件によって引き起こされる。
• 非対角グルーオンの質量的挙動が、長距離領域における非アーベル的寄与の抑制を説明する。
• 観測された有効質量は、MAゲージフレームワーク内での長距離QCD物理学におけるアーベル的優位性の一般的メカニズムを支持する。
• 結果は、MAゲージ固定がcharged グルーオンに動的な質量ギャップを生じさせ、赤外領域のアーベル的優位性と整合的であることを確認している。