[論文レビュー] Magnetic inverse catalysis in the (2+1)-flavor Nambu--Jona-Lasinio and Polyakov--Nambu--Jona-Lasinio models

Márcio Ferreira, Pedro Costa+3 more|arXiv (Cornell University)|Apr 22, 2014

High-Energy Particle Collisions Research被引用数 2

ひとこと要約

本研究では、磁場に依存するスカラー結合を導入することで、(2+1)-フレーバーのナムブ＝ヨナ＝ラスニョ模型（NJL）およびポリコフ＝ナムブ＝ヨナ＝ラスニョ模型（PNJL）における磁場逆カタリシスを調査した。結合定数は磁場強度に反比例して減少し、これにより格子QCDの結果を正確に再現可能となった：クォーカー凝集体は低温および高温で増加するが、転移付近では減少する一方、ポリコフ・ループは磁場の増加に伴い上昇し、脱コンfinementが強化されていることを示している。

ABSTRACT

The QCD phase diagram at zero chemical potential and finite temperature subject to an external magnetic field is studied within the three flavor Nambu--Jona-Lasinio (NJL) model and the NJL model with the Polyakov loop (PNJL). A scalar coupling parameter dependent on the magnetic field intensity is considered. The scalar coupling has been fitted so that the lattice QCD pseudocritical chiral transition temperatures are reproduced and in the limit of large magnetic field decreases with the inverse of the magnetic field intensity. This dependence of the coupling allows to reproduce the lattice QCD results with respect to the quark condensates and Polyakov loop: due to the magnetic field the quark condensates are enhanced at low and high temperatures and suppressed for temperatures close to the transition temperatures and the Polyakov loop increases with the magnetic field.

研究の動機と目的

• 外部磁場下におけるゼロ化学ポテンシャルおよび有限温度でのQCD相図をモデル化すること。
• 磁場下におけるスカラー結合を磁場強度に依存させる手法を導入することで、磁場下でのカイラル転移挙動に関する不一致を解消すること。
• 有効場理論フレームワーク内でクォーカー凝集体およびポリコフ・ループの格子QCD結果を再現すること。
• 磁場がPNJL模型におけるカイラル対称性の破れおよび脱コンフィネーションに与える影響を調査すること。

提案手法

• 有限温度および磁場下におけるクォーク力学を記述するため、(2+1)-フレーバーのナムブ＝ヨナ＝ラスニョ模型（NJL）およびそのポリコフ・ループを含む拡張形（PNJL）を採用する。
• 磁場強度に依存するスカラー結合パラメータを導入し、磁場強度の逆数に比例して減少させる。
• さまざまな磁場強度における格子QCDの擬似臨界カイラル転移温度を再現するために、結合定数をフィッティングする。
• フィッティングされた結合定数を用いて、温度および磁場強度の関数としてクォーカー凝集体およびポリコフ・ループを計算する。
• モデルの予測結果を、凝集体およびポリコフ・ループ両方について格子QCDの結果と比較する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 スカラー結合が磁場強度に合わせて調整された場合、(2+1)-フレーバーのNJLおよびPNJL模型における磁場がカイラル転移に与える影響はいかなるものか？
• RQ2 磁場に依存する結合は、クォーカー凝集体およびポリコフ・ループの格子QCD結果をどの程度正確に再現できるか？
• RQ3 モデルは磁場逆カタリシスを示すか。すなわち、低温および高温では増加するが、転移温度付近では凝集体が抑制される非単調な挙動を示すか？
• RQ4 ポリコフ・ループの導入により、脱コンフィネーションおよびカイラル対称性の回復における磁場依存性はどのように変化するか？

主な発見

• 磁場強度の逆数に比例して減少する磁場に依存するスカラー結合は、格子QCDの擬似臨界カイラル転移温度を正確に再現できた。
• クォーカー凝集体は低温および高温で磁場により増加し、逆カタリシス効果と整合的である。
• カイラル転移温度付近ではクォーカー凝集体が抑制され、磁場下での非単調な挙動が示された。
• ポリコフ・ループは磁場強度に伴い増加し、有限温度における脱コンフィネーションが強化されていることを示している。
• モデルは外部磁場下におけるカイラル対称性の破れと脱コンフィネーションの相乗的相互作用を正確に捉えている。