[論文レビュー] Self-consistent calculation of parton distributions at low normalization point in the chiral quark-soliton model

C. Weiss, K. Goeke|ArXiv.org|Dec 18, 1997

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions被引用数 4

ひとこと要約

本稿では、大Ncの有効チャーミカル理論におけるスカラーダイソンモデルを用い、低正規化スケールにおけるアイソスイングレット非極化クォークおよび反クォーク分布の自己無矛盾な計算を提示する。ネイションをチャーミカル理論におけるソリトンとして扱い、パウリ＝ヴィルラス正則化を用いることで、運動量およびバリオン数の和則を両方満たす。その結果、低エネルギー領域でも海の反クォークが顕著に存在することが明らかになった。

ABSTRACT

We calculate the isosinglet unpolarized quark-- and antiquark distributions at a low normalization point in the large--$N_c$ limit. The nucleon is described as a self-consistent soliton solution of the effective chiral theory. The ultraviolet cutoff is implemented by a Pauli-Villars subtraction. The quark and antiquark distributions satisfy the momentum as well as the baryon number sum rule, corresponding to ``constituent'' quarks whose structure is not yet resolved at the low scale. Already at this level a sizable number of antiquarks is present.

研究の動機と目的

• チャーミカルクォーク＝ソリトンモデルにおいて、低正規化点におけるアイソスイングレット非極化クォークおよび反クォーク分布を計算すること。
• 計算された分布が運動量およびバリオン数の和則を両方満たすように保証し、構成クォークの一貫した記述を反映すること。
• クォークの内部構造がまだ解明されていない低エネルギー領域におけるネイションの構造を調査すること。
• 低正規化スケールにおけるパートン構造において、特に海クォーク、特に反クォークが果たす役割を検討すること。
• 大Nc極限とパウリ＝ヴィルラス正則化を用いて、紫外発散を制御する自己無矛盾なフレームワークを実装すること。

提案手法

• ネイションは、大Nc極限における有効チャーミカルラグランジアンの自己無矛盾なソリトン解として記述される。
• 紫外発散は、複数の正則化子を用いたパウリ＝ヴィルラス減算スキームにより制御される。
• パートン分布は、ソリトン背景におけるクォーク伝播関数から導出され、基礎となる場の理論と整合性を保つ。
• アイソスイングレットクォークおよび反クォーク分布は、平均場近似におけるクォーク伝播関数のトレースから抽出される。
• 運動量およびバリオン数の和則が明示的に満たされ、結果の物理的整合性が保証される。
• 計算は、クォーク構造がまだ解明されていないスケールに対応する低正規化点で実行される。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 チャーミカルクォーク＝ソリトンモデルにおいて、低正規化スケールにおけるアイソスイングレット非極化クォークおよび反クォーク分布は何か？
• RQ2 運動量およびバリオン数の和則を両方満たすように、どのようにしてパートン分布を自己無矛盾に計算できるか？
• RQ3 低エネルギー領域におけるネイションのパートン構造に、海の反クォークがどの程度寄与しているか？
• RQ4 パウリ＝ヴィルラス正則化と大Nc極限は、パートン分布の計算においてどの程度一貫性を保証するか？
• RQ5 ネイションのソリトン構造は、低正規化におけるクォークおよび反クォークの分布にどのように影響を与えるか？

主な発見

• 計算されたクォークおよび反クォーク分布は、運動量和則およびバリオン数和則の両方を満たしており、構成クォーク像と一貫していることが確認された。
• 低正規化スケールでさえも、顕著な数の海反クォークがネイション中に存在することが示され、非自明な海の内容を示唆している。
• 分布は、パートン密度に関する外部入力なしに、有効チャーミカル理論のソリトン解から自己無矛盾に導出されたものである。
• パウリ＝ヴィルラス正則化の使用により、紫外発散が適切に制御されつつ、物理的制約が保持された。
• 結果は、高スケールへの進化の前でさえも、低スケールにおけるネイションのパートン構造がすでに海クォークで豊富であることを示している。
• モデルは、海の内容に関する現象論的入力が不要な、低正規化におけるパートン分布の一貫したフレームワークを提供している。