[論文レビュー] From QCD to a dynamical quark model: construction and some meson spectroscopy

David Dudal, M. S. Guimarães+2 more|arXiv (Cornell University)|Mar 28, 2013

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions参考文献 9被引用数 10

ひとこと要約

この論文は、QCDから導かれた動的なクォーカー模型を提案しており、正則化可能な方法で自発的カイラル対称性の破れを組み込み、クォーカー伝播関数に複素共役の極を示すことで、クォーカーの閉じ込めを示している。このモデルは、格子クォーカーのデータのみを用いて、実験的入力を一切用いずに、パイオンの質量ゼロ（カイラル極限における）およびラウメソンの質量と崩壊定数の妥当な推定値といった、主要なメソンの性質を再現している。

ABSTRACT

We introduce an effective quark model that is in principle dynamically derivable from the QCD action. An important feature is the incorporation of spontaneous chiral symmetry breaking in a renormalizable fashion. The quark propagator in the condensed vacuum exhibits complex conjugate poles, indicative of an unphysical spectral form, i.e. confined quarks. Moreover, the ensuing mass function can be fitted well to existing lattice data. To validate the physical nature of the new model, we identify not only a massless pseudoscalar (i.e. a pion) in the chiral limit, but we also present reasonable estimates for the rho meson mass and decay constant, employing a contact point interaction and a large N argument to simplify the diagrammatic spectral analysis. We stress that we do not use any experimental input to obtain our numbers, but only rely on our model and lattice quark data.

研究の動機と目的

• QCDから動的に導かれるが、自発的カイラル対称性の破れを尊重するクォーカー模型を構築すること。
• クォーカー伝播関数における複素共役の極を通じて、クォーカーの閉じ込めをモデル化すること。
• 実験的入力を一切用いずに、特にパイオンおよびラウメソンの性質を含むメソンスペクトルを再現すること。
• クォーカー質量関数の格子QCDデータへの適合を通じて、モデルの妥当性を検証すること。
• 大Nの議論と接触相互作用を用いて、モデルの物理的整合性を示すこと。

提案手法

• モデルは、自発的カイラル対称性の破れを正則化可能な方法で扱ったQCD作用から構築される。
• 凝縮された真空におけるクォーカー伝播関数は、クォーカーの閉じ込めを示す複素共役の極を示す。
• メソン状態の図式的スペクトル解析を簡略化するために、接触点相互作用が用いられる。
• スペクトル和則の複雑さを軽減し、メソン質量を抽出するために大N技術が適用される。
• 非摂動的QCDとの整合性を確保するため、クォーカー質量関数は既存の格子QCDデータにフィットされる。
• モデルの予測は、カイラル極限におけるパイオン質量とラウメソンの質量および崩壊定数の計算を通じて検証される。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 QCDから動的に導かれるが、正則化可能な方法で自発的カイラル対称性の破れを組み込んだクォーカー模型を構築できるか？
• RQ2 実験的入力を一切用いずに、カイラル極限におけるパイオンの質量ゼロをモデルが再現できるか？
• RQ3 格子クォーカーのデータのみを用いて、ラウメソンの質量と崩壊定数の妥当な推定値を得られるか？
• RQ4 クォーカー伝播関数に複素共役の極が存在することは、クォーカーの閉じめをどのように反映するか？
• RQ5 この枠組みにおいて、大Nの議論と接触相互作用は、メソン状態のスペクトル解析をどの程度簡略化できるか？

主な発見

• モデルにおけるクォーカー伝播関数は複素共役の極を示し、クォーカーの閉じめを動的なメカニズムとして提供する。
• モデルは、カイラル極限における質量ゼロの擬スカラー状態（パイオン）を成功裏に再現し、カイラル対称性の実現を確認した。
• 実験的入力を一切用いずに、格子クォーカーのデータのみを用いてラウメソンの質量を妥当な精度で予測した。
• ラウメソンの崩壊定数は、モデルの枠組み内で一貫して推定され、その物理的妥当性を支持する。
• モデルから導かれたクォーカー質量関数は、既存の格子QCDデータとよく一致し、非摂動的構造の妥当性を検証した。
• モデルは、正則化可能で動的に導かれたクォーカー模型を通じて、QCDから一貫してメソンスペクトルを導けることを示した。