[論文レビュー] Phases of a holographic QCD with gluon condensation at finite Temperature and Density

Bogeun Gwak, Minkyoo Kim+3 more|arXiv (Cornell University)|May 14, 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、Dインスタントン電荷を含むブラックD3-braneバックグラウンドにおけるプローブD7-braneを用いて、有限温度および有限密度におけるホログラフィックQCDモデルの相図を調査する。クォークのみ、チャiral対称性の破れ、バリオンの三つの相を特定し、バリオン密度および構成クォーク質量が密度に依存することを示し、チャイral凝縮および結合エネルギーの振る舞いに関する重要な結果を得た。

ABSTRACT

We study the phase diagram of a holographic QCD using the probe D7 brane in black D3 geometry with finite D-instanton charge. Due to quasi-confining nature of the geometry, baryon vertex can exist outside the horizon so that we can find D7 brane embeddings with finite baryon density and finite chiral condensation as well as an embedding where only quarks are possible but chiral condensation can be zero or non-zero. We study the phase transition and phase diagram between these phases. We also calculated constituent quark mass and binding energy of baryons as fucntion of the density.

研究の動機と目的

• 有限温度およびバリオン密度下におけるホログラフィックQCDモデルの相構造を調査すること。
• Dインスタントン電荷が、ホログラフィックQCDモデルにおいてホライズン外部で有限バリオン密度およびチャイral凝縮を可能にする役割を理解すること。
• クォークのみ、チャイral対称性が破れた、バリオンの三つの相の間の相転移をマッピングすること。
• バリオン密度の関数としての構成クォーク質量およびバリオン結合エネルギーを計算すること。
• 準古典的コンfinEMENT幾何における、コンfinEMENT、チャイral対称性の破れ、およびバリオン形成の相乗的相互作用を分析すること。

提案手法

• 有限Dインスタントン電荷を有するブラックD3-braneバックグラウンドにおけるプローブD7-brane近似を用いて、有限バリオン密度をモデル化する。
• 幾何の準コンフィニング性を活用し、ブラックホールホライズン外部でバリオン頂点が形成可能であるようにする。
• D7-braneの埋め込みを分析して、明確に区別できる相（クォークのみ、チャイral凝縮を伴うか否かを含む）およびバリオン状態を特定する。
• D7-brane埋め込みの有効ポテンシャルから構成クォーク質量を計算する。
• バリオン状態と自由クォーク極限とのエネルギー差から、バリオン結合エネルギーを導出する。
• 埋め込み解を用いて温度および化学ポテンシャルを変化させることで、相図をマッピングする。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 Dインスタントン電荷の導入が、ホログラフィックQCDモデルにおけるバリオン状態の存在および安定性にどのように影響するか？
• RQ2 有限温度および有限密度下で、このホログラフィック設定で現れる物質の明確な相は何か？
• RQ3 このモデルにおいて、バリオン密度の増加に伴い構成クォーク質量はどのように変化するか？
• RQ4 バリオン密度関数としてのバリオン結合エネルギーの振るまいはいかなるものか？
• RQ5 有限バリオン密度が存在する条件下で、チャイral対称性の破れは、どのような条件下で持続し、あるいは消滅するか？

主な発見

• このモデルは、クォークのみの相（チャイral凝縮を伴うか否かを含む）および有限バリオン密度を有するバリオン相という複数の相を支持する。
• 準コンフィニング幾何のおかげでホライズン外部にバリオン頂点が形成可能であるため、有限バリオン密度が実現される。
• 埋め込みの種類に応じて、クォークのみの相においてもチャイral凝縮が非ゼロまたはゼロとなり得るため、おそらくは相転移が存在する可能性がある。
• 構成クォーク質量はバリオン密度の増加に伴い増加し、高密度物質における動的質量生成を反映している。
• バリオン結合エネルギーは有限であり、密度に依存して変化するため、高密度領域における安定なバリオン状態が存在することが示唆される。
• 相図は、温度および化学ポテンシャルを変化させることで、相の間の転移を示す、洗練された構造を持つ。