[論文レビュー] Non-Perturbative Aspects of Multiparticle Production

Валерий Анатольевич Рубаков|ArXiv.org|Nov 4, 1995

Granular flow and fluidized beds被引用数 7

ひとこと要約

本稿は、弱く結合した量子場の理論における多粒子生成の非摂動的メカニズムを調査し、摂動論を超えた断面積を計算するための半古典的アプローチに焦点を当てる。非摂動的効果、特にインスタントンが、摂動論的手法が失敗するエネルギー領域において、高多重度の過程において極めて重要な役割を果たすことが示され、対称性の自発的破れを伴う理論における崩壊および生成率の理解のための枠組みを提供する。

ABSTRACT

Processes with multiparticle final states in weakly coupled theories, both with and without instantons, cannot be studied perturbatively at most interesting energies and multiplicities. Semiclassical approaches to the calculation of their cross sections are reviewed.

研究の動機と目的

• 高エネルギーおよび高多重度の多粒子最終状態を記述する摂動論的場の理論の限界を解消すること。
• インスタントンを含む非摂動的ダイナミクスを、弱く結合した理論において調査すること。
• 多粒子生成過程における断面積を計算するための半古典的アプローチの開発およびレビュー。
• 摂動論を超えた崩壊および生成率の理解のための理論的枠組みを提供すること。
• インスタントンおよびその他の非摂動的配置が多粒子最終状態を生成する役割を明確にすること。

提案手法

• 弱い結合を有する場の理論における遷移振幅を計算するために、半古典的近似技術を用いる。
• 経路積分を評価する際に、勾配降下法を適用し、古典的解に支配される。
• 非摂動的振幅に支配的寄与をもたらす、ユークリッド空間におけるインスタントン解に注目する。
• 集団モードおよび集団トンネル効果が多粒子生成に果たす役割を検討する。
• 多粒子状態の文脈において、有効作用とその鞍点配置の構造を分析する。
• 対称性の自発的破れを伴う理論におけるインスタントン誘導過程に関する既存の結果をレビューする。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 非摂動的効果を、多粒子生成断面積に体系的に組み込む方法は何か？
• RQ2 弱く結合した場の理論において、インスタントンはどのように高多重度の最終状態を生成するか？
• RQ3 多粒子過程において、摂動論的手法が失敗するエネルギーおよび多重度の領域はどこか？
• RQ4 インスタントンのような半古典的配置は、全断面積にどのように寄与するか？
• RQ5 対称性の自発的破れを伴う理論における崩壊率および生成メカニズムに、非摂動的ダイナミクスが及える影響は何か？

主な発見

• 摂動論が崩壊する高多重度および高エネルギー領域では、特にインスタントンからの非摂動的効果が支配的である。
• 半古典的アプローチは、非摂動的領域における断面積計算の信頼できる枠組みを提供する。
• インスタントン誘導過程は指数的に抑制されるが、特定の運動量領域では有意義である。
• 多粒子生成における支配的寄与は、BPSTインスタントンのようなユークリッド空間における古典的解から生じる。
• 非摂動的効果が、弱く結合したモデルにおける多粒子最終状態の一貫した記述に不可欠であることが明らかになった。
• 本稿は、標準的摂動論では多粒子生成の全ダイナミクスを捉えることができず、非摂動的ツールの導入が不可欠であることを確立した。