[論文レビュー] Gauge-invariance constraints on the infrared behavior of the quark-gluon vertex

Han-Xin He, Yu-xin Liu|arXiv (Cornell University)|Jul 17, 2013

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions被引用数 2

ひとこと要約

この論文は、共変ゲージQCDにおけるクォーク-グルーオン頂点の赤外特異的振る舞いを説明するゲージ不変性制約を確立し、クォーク-ゴースト散乱核内の赤外特異的形因子が質量のあるクォークに対して線形に上昇するポテンシャルを生成する、新しいメカニズムを明らかにする。これにより、基本的なゲージ対称性の原則を通じてクォークの閉じ込めと手前の対称性の破れが結びつけられる。

ABSTRACT

We explore the dynamical mechanism for generating the infrared singular quark-gluon vertex and quark confinement based on the gauge invariance in covariant-gauge quantum chromodynamics(QCD). We first derive the gauge-invariance constraint relation for the infrared-limit behavior of the quark-gluon vertex, which shows the mechanism for generating the infrared behavior of the quark-gluon vertex. We hence unravel a novel mechanism for generating an infrared singular quark-gluon vertex and then a linear rising potential for confining massive quarks, where the infrared singularity in the form factors composing the quark-ghost scattering kernel plays a crucial role. The mechanism for linking chiral symmetry breaking with quark confinement is also shown.

研究の動機と目的

• QCDにおける赤外特異的クォーク-グルーオン頂点の動的起源を理解すること。
• ゲージ不変性がクォーク-グルーオン頂点の赤外振る舞いをどのように制約するかを特定すること。
• ゲージ対称性を通じてクォークの閉じこめと手前の対称性の破れを結びつけるメカニズムを確立すること。
• クォーク-ゴースト散乱核内の赤外特異的形因子が線形ポテンシャルを生成する役割を明確にすること。

提案手法

• 共変ゲージQCDにおけるクォーク-グルーオン頂点の赤外極限に対するゲージ不変性制約関係を導出すること。
• クォーク-ゴースト散乱核の構造を分析し、赤外特異的形因子の役割を特定すること。
• 制約関係を用いて、クォーク-グルーオン頂点がどのように赤外特異的振る舞いを獲得するかを同定すること。
• 特異的頂点と質量のあるクォークに対する線形に上昇するポテンシャルの出現との関連を確立すること。
• 同じメカニズムがゲージ不変性を通じて手前の対称性の破れとクォークの閉じこめを結びつける仕組みを示すこと。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 ゲージ不変性はQCDにおけるクォーク-グルーオン頂点の赤外振るまいをどのように制約するか？
• RQ2 赤外特異的クォーク-グルーオン頂点の動的起源は何か？
• RQ3 クォーク-ゴースト散乱核内の赤外特異的形因子は、クォークの閉じこめにどのように寄与するか？
• RQ4 ゲージ対称性を通じて、手前の対称性の破れとクォークの閉じこめはどのように関連するか？
• RQ5 質量のあるクォークに対して、ゲージ不変性のダイナミクスから赤外領域で線形に上昇するポテンシャルが出現しうるか？

主な発見

• ゲージ不変性制約関係は、共変ゲージQCDにおけるクォーク-グルーオン頂点の赤外特異的構造を一意に決定する。
• 赤外特異的クォーク-グルーオン頂点は、クォーク-ゴースト散乱核内に存在する赤外特異的形因子のおかげで生じる。
• この特異的頂点は、赤外極限において質量のあるクォークを閉じこめる線形に上昇するポテンシャルを生成する。
• このメカニズムは、基本的なゲージ不変性の要請を通じて、クォークの閉じこめと手前の対称性の破れを自然に結びつける。
• クォーク-グルーオン頂点の赤外振るまいは任意ではなく、ゲージ対称性によって固定されており、閉じこめと手前の対称性のダイナミクスと整合性を保つ。