[論文レビュー] The Temperature Dependence of the SU(N) Gluon Condensate from Lattice Gauge Theory

G. Boyd, David Miller|ArXiv.org|Aug 29, 1996

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions被引用数 18

ひとこと要約

この論文は、高精度な格子QCDシミュレーションを用いて、相互作用測度 Δ(T) のみから SU(Nc) ゲルマン・コンデンゲートの温度依存性を計算し、破断温度 Tc よりも高い領域でコンデンゲートが負になり、その絶対値が増大することを示している。これは、高温領域でも消えないスケール破れを示す非ゼロのコンデンゲートである。結果は、Tc の近くで挙動に顕著な変化が生じることを示唆し、クォークのスクリーニングが高温領域の挙動を変える可能性のあるフルQCDにおける影響を示している。

ABSTRACT

An analysis of the temperature dependence of the leading contributions to the gluon condensate for SU(N) lattice gauge theory is presented using the data from recent Monte Carlo simulations. The gluon condensate is calculated directly from the new lattice calculations of the interaction measure. It is shown how these computations provide a simple picture for the melting of the condensate around the deconfinement temperature, and the fact that it is negative, and increases in magnitude, above Tc. We close with a discussion of the implications for full QCD of recent results from simulations including fermions.

研究の動機と目的

• 最近の高精度な格子データを用いて、純粋な SU(Nc) ゲージ理論におけるグルーオンコンデンゲートの温度依存性を特定すること。
• 脱コンfinement転移温度 Tc の近くおよびそれ以上の領域におけるグルーオンコンデンゲートの挙動を明確にすること。
• 有限温度格子QCDにおいて、エネルギー運動量テンソルのトレースの代理としての相互作用測度 Δ(T) の信頼性を評価すること。
• 純粋ゲージ理論の結果を、特にコンデンゲートの高温領域における挙動に関して、フルQCDの期待値と比較すること。
• 非アーベルゲージ理論におけるスケール対称性の破れおよびコンformal不変性に与える負のグルーオンコンデンゲートの意味を検討すること。

提案手法

• グルーオンコンデンゲートは、⟨G²⟩T = ⟨G²⟩₀ − θμμ(T) の関係式により計算され、θμμ(T) は格子データを用いて相互作用測度 Δ(T) から導出される。
• 相互作用測度 Δ(T) は、SU(2) および SU(3) ゲージ理論のモンテカルロシミュレーションから抽出され、温度スケールの決定に非摂動的β関数を全般に用いる。
• 格子作用とウィリアムズ・フローを用いて、空間的および時間的作用密度 Pσ と Pτ を計算し、Δ(T) の式に含まれる。
• ストリング定数を用いて温度スケールを補正し、格子結果に物理的単位を正しく割り当てる。
• コンデンゲートは、トレース異常関係式 θμμ(T) = ε − 3P を用いて評価され、これは格子上で直接測定可能である。
• MILC および Bielefeld の格子データの間の比較を含み、作用および温度スケールの差を考慮する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 純粋な SU(Nc) ゲージ理論において、グルーオンコンデンゲートは温度にどのように依存するか。特に Tc の近くおよびそれ以上の領域で。
• RQ2 格子QCDを用いて、相互作用測度 Δ(T) を用いて有限温度におけるグルーオンコンデンゲートを信頼性高く計算できるか。
• RQ3 なぜ高温領域でグルーオンコンデンゲートが負になるのか。これはQCDにおけるスケール破れの性質にどのような意味を持つのか。
• RQ4 純粋ゲージ理論の結果は、特にコンデンゲートの高温領域における挙動に関して、フルQCDの期待値とどのように比較できるか。
• RQ5 クォーク自由度は、純粋ヤンミルズ理論と比較してグルーオンコンデンゲートの温度依存性をどのように変化させるか。

主な発見

• グルーオンコンデンゲートは、脱コンフィネーション温度 Tc を超えると負になり、その絶対値が増大する。これは、高温領域でも持続的なスケール破れが存在することを示している。
• コンデンゲートは高温領域でゼロとならない。むしろ有限かつ負の値を保ち、Bielefeldのデータはその値が零温時の値のおよそ半分にまで低下することを示唆している。
• これは、純粋 SU(3) の結果を単純にスケーリングしたのでは説明できないため、Tc の近くで力学的挙動に本質的な変化が生じていることを示している。
• 計算されたすべての温度で相互作用測度 Δ(T) は正のまま維持され、エネルギー運動量テンソルの全トレースが正のままであるため、すべての温度でスケール対称性が破れている。
• もし高温領域でコンデンゲートがゼロになると仮定すれば、零温におけるグルーオンコンデンゲートは 0.007 GeV⁴ と推定される。これは、高温領域の外挿に非常に敏感であることを示している。
• フルQCDでは、クォークのスクリーニングが純粋ゲージ理論で見られる負のコンデンゲートを抑制する可能性があり、高温領域の挙動が異なる可能性がある。ただし、現在のデータではこれを確認することはできない。