[論文レビュー] Scales and Phases of Non-Perturbative QCD

Edward Shuryak|ArXiv.org|Nov 4, 1999

Physics of Superconductivity and Magnetism被引用数 3

ひとこと要約

この論文は、量子色力学（QCD）における非摂動的スケールと相の特性を検討し、摂動的から非摂動的領域への遷移、QCD真空の記述としてのインスタントン液体模型、および有限温度・密度下のQCD相図に焦点を当てている。特に、色超伝導性に関する最近の進展を強調している。主な貢献は、インスタントン物理学と有限密度QCDの知見を統合し、非摂動的現象の出現を明確にすることにある。

ABSTRACT

This is a short write-up of lectures at UK Theory Institute, Swansea UK, Sept.99; and XVII School ``QCD: Perturbative or Non-perturbative?'' Lisbon,Portugal, Oct.99. The covered topic include (i) discussion of the scales at which perturbative description should be changed by the non-perturbative one. A number of various examples are considered, leading to different scales, related to instantons or confinement effects; (ii) Instanton vacuum as an Instanton Liquid; (iii) The phase diagram of QCD at finite temperature and density, and especially description of a recent progress in Color Superconductivity.

研究の動機と目的

• インスタントンとコンfinementに起因する、QCDに生じる複数の非摂動的エネルギースケールを特定・比較すること。
• インスタントン真空を、自己相互作用をもつインスタントンの密集媒質として記述し、QCD真空構造の擬似モデルを提供すること。
• 有限温度および有限密度下のQCDにおける相図を分析すること。特に、色超伝導相の出現に注目すること。
• 密なQCDにおける色超伝導性を理解するための最近の理論的進展を要約すること。

提案手法

• インスタントン誘導相互作用などの物理的例を用いて、摂動的から非摂動的領域への遷移スケールを分析する。
• インスタントン液体模型を用いて、QCD真空を自己相互作用をもつインスタントンの密集媒質として記述する。
• 有限温度および有限密度QCDの解析に、ラティスQCDおよび有効場理論の手法をレビューする。
• 有効モデルの結果と対称性の考察を統合し、高ボリオン密度下のQCDの相構造を記述する。
• 次元解析と有効ラグランジアンを用いて、臨界スケールおよび転移温度を推定する。
• 色超伝導性に関する理論的発展を統合し、密なクォーク物質におけるギャップ方程式およびペアリング機構を検討する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 摂動的QCDが崩壊し、非摂動的効果が支配的になる特徴的なエネルギースケールは何か？
• RQ2 インスタントン液体模型は、QCD真空の構造とその非摂動的性質を一貫して記述できるか？
• RQ3 特に高密度領域において、有限温度およびボリオン密度下のQCD相図の構造はいかなるものか？
• RQ4 密なクォーク物質における色超伝導性を理解するための主要な理論的進展は何か？
• RQ5 インスタントン効果とコンフィネーメント機構は、QCDにおける異なる非摂動的相の出現にどのように寄与するか？

主な発見

• インスタントンサイズやコンフィネーメントに起因する複数の非摂動的スケールがQCDに生じており、それらは異なる物理的起源を持つ。
• インスタントン液体模型は、相互作用をもつインスタントンの媒体としてのQCD真空を記述する有効な枠組みを提供し、チャイラル対称性の破れを支持する。
• 高ボリオン密度下では、QCDは色超伝導状態への相転移を示し、ダイクォークペアリングとクォークスペクトルのギャップが特徴である。
• 最近の理論的進展により、色超伝導性が密なQCDの頑健な非摂動的相であることが示唆されており、ギャップは数十MeVのオーダーである。
• 有限温度・密度下のQCD相図は、色超伝導性が高密度・低温領域で支配的である複雑な構造を有する。
• 摂動的から非摂動的ダイナミクスへの遷移は明確ではなく、スケールの範囲にわたり発生するが、インスタントンがクロスオーバー領域で中心的な役割を果たす。