[論文レビュー] Late Hadronization and Matter Formed at RHIC: Vector Manifestation, Brown-Rho Scaling and Hadronic Freedom

Gerald E. Brown, Jeremy W. Holt+2 more|arXiv (Cornell University)|Aug 9, 2006

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions被引用数 16

ひとこと要約

本稿では、隠れた局所対称性（HLS）理論におけるブラウン＝ロー縮尺とベクトル実現（VM）固定点の下で、チャーミカル相転移温度 $T_c$ 近辺でベクトロンが質量減少を示すことを提案する。Lattice QCDにおけるソフトグルーオンの結果と有効場理論を結びつけ、チャーミカル対称性の回復が $T_c$ 未満で質量ゼロのベクトルモードを、$T_c$ を超えては非常に質量が小さい束縛状態を生じさせることを示し、ホログラフィック双対性とベッグ＝シェーの定理によって裏付けられる。

ABSTRACT

Recent developments in our description of RHIC and related heavy-ion phenomena in terms of hidden local symmetry theories are reviewed with a focus on the novel nearly massless states in the vicinity of -- both below and above -- the chiral restoration temperature T_c. We present complementary and intuitive ways to understand both Harada-Yamawaki's vector manifestation structure and Brown-Rho scaling -- which are closely related -- in terms of "melting" of soft glues observed in lattice calculations and join the massless modes that arise in the vector manifestation (in the chiral limit) just below T_c to tightly bound massless states above T_c. This phenomenon may be interpreted in terms of the Beg-Shei theorem. It is suggested that hidden local symmetry theories arise naturally in holographic dual QCD from string theory, and a clear understanding of what really happens near the critical point could come from a deeper understanding of the dual bulk theory. Other matters discussed are the relation between Brown-Rho scaling and Landau Fermi-liquid fixed point parameters at the equilibrium density, its implications for "low-mass dileptons" produced in heavy-ion collisions, the reconstruction of vector mesons in peripheral collisions, the pion velocity in the vicinity of the chiral transition point, kaon condensation viewed from the VM fixed point, nuclear physics with Brown-Rho scaling, and the generic feature of dropping masses at the RGE fixed points in generalized hidden local symmetry theories.

研究の動機と目的

• 隠れた局所対称性（HLS）理論を用いて、チャーミカル相転移温度 $T_c$ 近辺における強い相互作用物質の構造を理解すること。
• Lattice QCDにおけるソフトグルーオンの結果と、$T_c$ 近辺でのベクトロンの有効場理論的記述を結びつけること。
• ベクトル実現（VM）固定点とブラウン＝ロー縮尺が、高温・高密度物質における観測されたベクトロン質量の低下をどのように説明できるかを調査すること。
• これらのメカニズムが、二重電子対生成、中性子子凝縮、およびチャーミカル転移点近辺のパイオン速度に与える影響を検討すること。
• VM固定点がレノルミング群の進化に対してどれほど頑健であるかを評価し、ホログラフィックQCDおよびQCD和則におけるその実現可能性を検討すること。

提案手法

• ハラダ＝ヤマワキの1ループHLS理論を、ナムブ＝ヨナ＝ラジン（NJL）模型とLattice QCDの結果に基づいた直感的で視覚的な言語で再解釈する。
• ブラウン＝ロー縮尺を用いて、$T_c$ 近辺でのクォーク凝集体の消失と関連づけ、ベクトロン質量の低下を関連付ける。
• ベッグ＝シェーの定理を適用し、短距離においてナムブ＝ゴールドストーン型とウィグナー＝ヴァイエル型のチャーミカル対称性の実現が統合されることを示す。
• ベクトル実現固定点 $(g,a) = (0,1)$ が、木図式の低エネルギー定理の不変性と固定点における拡張対称性のおかげで、すべての次数にわたって保護されることを示す。
• ソフトグルーオンがチャーミカル対称性の回復に果たす役割と、VM極限における質量ゼロのベクトルモードの出現との関係を分析する。
• ホログラフィック双対QCDにおけるHLSおよびVMの実現可能性を検討し、QCD和則における無限個のゲージ場の高次モードを用いる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 チャーミカル相転移近辺における隠れた局所対称性理論において、ベクトル実現（VM）固定点はどのようにして出現するか？
• RQ2 ブラウン＝ロー縮尺と高温・高密度QCD物質における観測されたベクトロン質量の低下との間にはどのような関係があるか？
• RQ3 Lattice QCDにおけるソフトグルーオンの結果と、VM極限における質量ゼロのベクトルモードの出現との間にはどのような関係があるか？
• RQ4 ベッグ＝シェーの定理は、$T_c$ 近辺でナムブ＝ゴールドストーン型とウィグナー＝ヴァイエル型の対称性実現を統合できるか？
• RQ5 VM固定点は、高次のループにおけるレノルミング群の進化に対してどの程度安定しているのか。また、ホログラフィックQCDにおいてはどのように実現可能か？

主な発見

• 木図式の低エネルギー定理の不変性と固定点における拡張対称性のおかげで、ベクトル実現固定点 $(g,a) = (0,1)$ は摂動論的すべての次数にわたって保護されている。
• $T \to T_c$ に近づくにつれクォーク凝集体が消失し、ベクトル結合定数 $g$ も消失するため、$\rho$ メソンの質量はゼロに低下する。これはブラウン＝ロー縮尺と整合的である。
• Lattice QCDにおけるソフトグルーオンの結果と、$T_c$ 近辺での質量ゼロのベクトルモードの出現は、「ハドロン自由状態」の概念を支持している。これは、VM固定点近辺の揺らぎによって記述される相互作用がより適切に記述されることを示唆する。
• ベッグ＝シェーの定理は、本研究の文脈で再活性化され、短距離においてナムブ＝ゴールドストーン型とウィグナー＝ヴァイエル型の対称性実現が統合され、$T_c$ 近辺で統一的な記述が可能であることを示している。
• VM固定点は、$m^2_\rho = a f^2_\pi g^2$ の関係がすべての次数にわたって成り立つため、高次のループ補正に対しても頑健である。これにより $g \to 0$ のとき $m_\rho \to 0$ となる。
• ホログラフィック双対QCDおよびQCD和則は、$T_c$ 近辺の状態をより深く理解する手がかりを提供する可能性があり、バルク理論における無限個のゲージ場の高次モードがHLS構造を実現する可能性がある。