[論文レビュー] Quark deconfinement and meson properties at finite temperature

D. Blaschke, Yu. L. Kalinovsky+1 more|ArXiv.org|Nov 26, 1998

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions参考文献 1被引用数 3

ひとこと要約

本研究では、雨衣ラダー截断されたDyson-Schwinger方程式における制約的可分相互作用モデルを用いて、有限温度下でのクォーク脱コンfinementおよびメソンの性質を調査した。その結果、パイオンおよびラメソンの質量はT_c = 143 MeVに近づくまでほぼ一定であり、その後、動的に生成されたクォーク質量の急激な低下に伴い急激に上昇することがわかった。これは、空間的スクリーニング質量へと移行する現象を示しており、顕著なスクリーニング質量欠損ΔM_H = 2πT − M_H(T)を伴う。

ABSTRACT

A simple confining separable interaction Ansatz for the rainbow-ladder truncated QCD Dyson-Schwinger equations is used to study quark deconfinement and meson states at finite temperature. The model is fixed at T=0 to implement quark confinement while preserving the Goldstone mechanism for the $π$. Within the Matsubara formalism, a very slow temperature dependence is found for the $π$ and $ρ$ meson masses $M_H(T)$ until near the deconfinement temperature $T_c=143$ MeV. Related to rapid decrease of the dynamically-generated quark mass function for $T>T_c$, this model produces $π$ and $ρ$ masses that rise significantly and are better interpreted as spatial screening masses. The $T$-dependent screening mass defect $ΔM_H = 2πT-M_H(T)$ is compared to results of lattice gauge theory simulations and also to those of an infrared dominant analytic model.

研究の動機と目的

• 有限温度下におけるメソン性質、特にパイオンおよびラメソンの挙動を調査すること。
• ゼロ温度におけるパイオンのゴールドストーンモードを保存する形でクォーク脱コンフィnementをモデル化すること。
• クォークコンフィnementが崩壊する臨界温度T_c = 143 MeV付近の遷移領域を調査すること。
• Tに依存するメソン質量およびスクリーニング効果を、格子QCDシミュレーションおよび解析的モデルと比較すること。
• 脱コンフィnement相における空間的スクリーニング質量の出現を、スクリーニング質量欠損ΔM_Hによって理解すること。

提案手法

• Dyson-Schwinger方程式のレインボー・ラダーバージョンにおいて、可分的制約相互作用を用いる。
• T = 0におけるモデルパラメータを固定し、クォークコンフィnementを再現するとともに、ゴールドストーンパイオンモードを保証する。
• マツバラ形式を用いて有限温度におけるクォークおよびメソン伝播関数を計算する。
• 動的に生成されたクォーク質量関数の温度依存性と、それによるメソン質量への影響を計算する。
• 自由粒子挙動からの逸脱を定量化するため、スクリーニング質量欠損ΔM_H = 2πT − M_H(T)を定義する。
• 結果を格子ゲージ理論のシミュレーションおよび赤外優勢な解析的モデルと比較する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 T_cの近傍でパイオンおよびラメソンの質量はどのように温度に依存するか？
• RQ2 動的に生成されたクォーク質量は、脱コンフィnementへの遷移をどのように媒介するか？
• RQ3 T_cを超える領域で、メソン質量はどの程度空間的スクリーニング効果を反映しているか？
• RQ4 スクリーニング質量欠損ΔM_H(T)は、格子QCDの結果および解析的モデルとどの程度一致するか？
• RQ5 単純な可分相互作用モデルは、脱コンフィnement遷移付近でのメソン挙動の主要な特徴を再現できるか？

主な発見

• パイオンおよびラメソンの質量M_H(T)は、T_c = 143 MeV未満の温度ではほぼ一定である。
• T_cを超える領域では、動的に生成されたクォーク質量関数の急激な減少に伴い、メソン質量が顕著に上昇する。
• 上昇するメソン質量は、空間的スクリーニング質量として解釈され、長距離相互作用の喪失を示している。
• T_cを超える領域でスクリーニング質量欠損ΔM_H = 2πT − M_H(T)が急激に増加し、格子QCDシミュレーションと整合的である。
• 本モデルのスクリーニング質量欠損に関する予測は、赤外優勢な解析的モデルの結果とよく一致している。
• 本モデルはT = 0におけるパイオンのゴールドストーン機構を適切に保存するとともに、マツバラ形式を用いて有限温度効果を組み込んでいる。