[論文レビュー] Holographic mesons in D4/D6 model revisited

Kwanghyun Jo, Youngman Kim+1 more|arXiv (Cornell University)|Apr 12, 2011

Black Holes and Theoretical Physics参考文献 13被引用数 3

ひとこと要約

この論文は、D4/D6ホログラフィックQCDモデルを再検討し、1つのコンパクト化スケール $M_{KK}$ を用いて、規禁相および脱規禁相の両方において軽いベクトルメソンおよび重いクォルクoniumの性質を研究する。これにより、軽いクォークと重いクォークの両方を一貫して取り扱える。研究では、高質量領域においてベクトルメソンの質量がクォーク質量の平方根に比例することを示し、重いクォルクoniumの質量が脱規禁相へ滑らかに移行することを観測した。また、クォーカー・グルーオンプラズマにおけるスクリーニングおよび解離を理解する上で重要な、中間相の分散関係が導出された。

ABSTRACT

We revisit holographic mesons in the D4/D6 model to study holographic light vector mesons and the properties of heavy quarkonium in confining and deconfining phases. To treat the light mesons and heavy quarkonium on the same footing, we use the same compactification scale MKK in both systems. We observe that like scalar and pseudo-scalar mesons the vector meson mass is linearly proportional to the square root of the quark mass, when the quark mass is large. With a MKK fixed by light meson masses, we calculate the mass of heavy quarkonium in confining and deconfining phases. We also obtain the inmedium dispersion relation for heavy quarkonium, which is important to understand the dissociation and the screening mass of heavy quarkonium in quark-gluon plasma.

研究の動機と目的

• 1つのコンパクト化スケール $M_{KK}$ を用いて、D4/D6モデルにおいて軽いベクトルメソンと重いクォルクoniumを同一の枠組みで研究すること。
• 脱規禁相転移に跨る重いクォルクoniumの質量および中間相分散関係の挙動を調査すること。
• 下から上へのAdS/QCDモデルや他の手法と比較し、特に質量の変化の滑らかさについて検討すること。
• スクリーニングおよび解離を含めたクォーカー・グルーオンプラズマにおける重いクォルクonium物理学の記述に、D4/D6モデルが適しているかを評価すること。

提案手法

• Nc 個のD4ブレーンが規禁背景を生成し、Nf 個のD6ブレーンをメソン状態のプローブとして用いるD4/D6ブレーン配置を用いる。
• ゲージ/重力双対性を適用し、D4背景におけるD6ブレーンの揺らぎを用いてメソンスペクトルを計算する。これには、誘導計量およびDBI作用が用いられる。
• 軽いメソンの質量を用いて $M_{KK}$ のコンパクト化スケールを固定し、軽いクォーク系と重いクォーク系の両方で一貫性を確保する。
• 高温の脱規禁幾何におけるD6ブレーン埋め込みを分析することで、重いクォルクoniumの中間相分散関係を導出する。
• スカラー、擬スカラー、ベクトルモードの運動方程式を解くことで、規禁相および脱規禁相におけるメソン質量を計算する。
• 下から上へのAdS/QCDに基づく先行研究、QCD和則、およびホログラフィックポテンシャルと比較し、$T_c$ を跨ぐクォルクonium質量の滑らかな変化を検証する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 D4/D6モデルにおいて、高クォーク質量領域における軽いベクトルメソンの質量は、クォーク質量に対してどのようにスケーリングするか？
• RQ2 同じ $M_{KK}$ スケールが、D4/D6モデルにおける軽いメソンと重いクォルクoniumの両方を記述できるか？
• RQ3 D4/D6モデルにおいて、重いクォルクoniumの質量はどのように脱規禁相転移に跨って滑らかに変化するか？
• RQ4 脱規禁相における重いクォルクoniumの中間相分散関係は何か？ そして、スクリーニングおよび解離とどのように関係するか？
• RQ5 D4/D6モデルが予測するクォルクonium質量の変化は、下から上へのAdS/QCDおよびQCD和則的手法と比較してどのように異なるか？

主な発見

• 高質量領域において、ベクトルメソンの質量はクォーク質量の平方根に比例する。これはスカラーおよび擬スカラー粒子とも整合的である。
• 軽いメソンの質量で固定された $M_{KK}$ を用いることで、規禁相におけるcharmメソン質量が物性的期待と一致する。
• 重いクォルクoniumの質量は、規禁相から脱規禁相へ滑らかに変化する。これは、従来のモデルが示唆する不連続的または急激なシフトとは対照的である。
• $T = 1.05T_c$ におけるcharmメソン質量の最大シフトは約200 MeVであり、$J/\psi$ 質量のおよそ6.7%に相当する。これはわずかだが測定可能な効果である。
• 重いクォルクoniumの中間相分散関係が導出され、クォーカー・グルーオンプラズマにおけるスクリーニングおよび解離を研究するためのフレームワークが提供された。
• D4/D6モデルは、クォーク質量の自然な取り扱いと、規禁／脱規禁両相の併存を有するため、重いクォルクonium物理学の記述に可能性を示している。