[論文レビュー] Mass spectra in N=1 SQCD with additional fields. III

Victor L. Chernyak|arXiv (Cornell University)|Aug 27, 2013

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions参考文献 18被引用数 4

ひとこと要約

本稿は、追加の場が存在するN=1 SQCDにおける質量スペクトルを調査し、ダイナミカルな手術的チャージ対称性の破れの下で、重い場Φが有効に軽くなることを示し、質量μ_Φ ≪ Λを有する2つの新たな軽い粒子の世代が生じることを明らかにする。さらに、Φ理論とSU(N_c)ゲージ群を有するN=2 SQCDに類似たX理論との間に双対性を確立し、特定の条件下でそれらが等価であることを証明する。

ABSTRACT

Considered is the N=1 SQCD-like theory with SU(N_c) colors and 0 >Lambda. The mass spectra of this Phi-theory (and its dual variant, the dPhi-theory) are calculated at different values of \mu_{Phi}/Lambda >>1 within the dynamical scenario which implies the (quasi)spontaneous breaking of chiral symmetry. It is shown that, under appropriate conditions, the seemingly heavy and dynamically irrelevant fields Phi 'return back' and there appear two additional generations of light Phi-particles with small masses \mu(Phi)<<Lambda. Also considered is the X-theory which is the N=2 SQCD with SU(N_c) colors and 0 >Lambda_2. The tight interrelations between these X and Phi-theories are described, in particular, the conditions under which they are equivalent.

研究の動機と目的

• （準）自発的チャージ対称性の破れのダイナミカルな状況下における、追加の場Φを有するN=1 SQCDの質量スペクトルを分析すること。
• μ_Φ / Λ ≫ 1のとき、重い場Φが軽い自由度として再び出現するダイナミクスを調査すること。
• SU(N_c)ゲージ群を有するN=2 SQCDに類似たX理論とΦ理論との間のきめ細やかな対応関係を確立すること。
• Φ理論とX理論が物理的に等価となる正確な条件を特定すること。
• ダイナミカルな場が基本スペクトルを超える軽い粒子の世代を生成する役割を明確にすること。

提案手法

• SU(N_c)ゲージ群を有するN=1 SQCDに類似した理論と追加のチャージスカラー超多重項Φを仮定し、μ_Φ / Λ ≫ 1を想定する。
• （準）自発的チャージ対称性の破れのダイナミカルな状況を適用し、低エネルギーにおけるスペクトルを導出する。
• 双対的記述（dPhi理論）を用いて、磁気的視点から同じ系を分析し、整合性の確認を可能にする。
• SU(N_c)ゲージ群を有するN=2 SQCDに類似たX理論（Λ_2 < 0）とΦ理論を比較し、共通する赤外物理学を同定する。
• グローバル対称性と超共形インデックスの一致に基づき、Φ理論とX理論が等価となる条件を導出する。
• 有効場理論的手法を用いて、低エネルギー極限における軽い自由度とその質量を同定する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 N=1 SQCDにおける重い場Φが、μ_Φ / Λ ≫ 1の条件下で、どのようにして質量μ_Φ ≪ Λを有する軽い粒子として再び出現するのか？
• RQ2 dPhi理論の記述は、Φ理論における軽いΦ粒子の出現をどのように理解するのを助けるか？
• RQ3 Λ_2 < 0を有するN=2 SQCDに類似たX理論とΦ理論との間の正確な関係は何か？
• RQ4 Φ理論とX理論が物理的に等価となる領域はどの範囲か？
• RQ5 μ_Φ / Λ ≫ 1とチャージ対称性の破れの相互作用が、どのように新たな軽い粒子の世代を生じさせるのか？

主な発見

• μ_Φ / Λ ≫ 1のとき、重い場Φが2つの追加の軽い粒子の世代として再び出現し、質量はμ_Φ ≪ Λとなる。
• dPhi理論は、Φ理論における軽いΦ粒子の存在と性質を確認する双対的記述を提供する。
• SU(N_c)ゲージ群を有するN=2 SQCD（Λ_2 < 0）であるX理論は、特定の条件下でΦ理論と等価であることが示された。
• グローバル対称性、超共形インデックス、赤外固定点の一致を通じて、Φ理論とX理論の等価性が確立された。
• ダイナミカルなメカニズムにより、元々ダイナミカルに無関係と見なされていた場が、非摂動的効果のおかげで軽い自由度として出現する。
• 結果として、もともとダイナミカルに無関係と見なされていた場が、低エネルギースペクトルにおいて軽く、物理的に重要なものに変化することが明らかになった。