[論文レビュー] Thermal dilepton rates from quenched lattice QCD

Heng-Tong Ding, Anthony Francis+6 more|arXiv (Cornell University)|Jan 30, 2013

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ひとこと要約

本研究では、クォーク-グルーオンプラズマにおけるベクトルカレント相関関数の連続体補正付き lattice QCD 計算を、T = 1.1Tc および T = 1.45Tc で実施した。クェンチド、非摂動的クローバー補正付きウィルソンフェルミオンを用い、ブライト・ウィグナー型ピークと切断連続項を含む物理的スペクトル関数のアンサンブルを採用した。熱的電子対生成率および電気伝導度が温度に比例し、両温度間で系統的不確実性の範囲内で一貫していることが判明した。

ABSTRACT

We present new lattice results on the continuum extrapolation of the vector current correlation function. Lattice calculations have been carried out in the deconfined phase at a temperature of 1.1 Tc, extending our previous results at 1.45 Tc, utilizing quenched non-perturbatively clover-improved Wilson fermions and light quark masses. A systematic analysis on multiple lattice spacings allows to perform the continuum limit of the correlation function and to extract spectral properties in the continuum limit. Our current analysis suggests the results for the electrical conductivity are proportional to the temperature and the thermal dilepton rates in the quark gluon plasma are comparable for both temperatures. Preliminary results of the continuum extrapolated correlation function at finite momenta, which relates to thermal photon rates, are also presented.

研究の動機と目的

• 有限温度におけるクェンチド lattice QCD におけるベクトルカレント相関関数の連続体補正を実行すること。
• スペクトル関数を抽出し、これにより QCD の脱コンfinement相における熱的電子対生成率および電気伝導度を決定すること。
• クォーク-グルーオンプラズマにおける電気伝導度や電子対生成率といった輸送特性の温度依存性を調査すること。
• 以前の T = 1.45Tc の結果を、脱コンフィnement転移付近を調べるため、より低い温度 T = 1.1Tc にまで拡張すること。
• 有限運動量におけるベクトル相関関数の連続体補正を実施し、将来的に横方向スペクトル関数から熱的光子生成率を抽出可能にするための基盤を築くこと。

提案手法

• クェンチド、非摂動的クローバー補正付きウィルソンフェルミオンを用い、T = 1.1Tc および T = 1.45Tc の2つの温度で lattice QCD シミュレーションを実施した。
• 複数の格子間隔での相関関数計算により連続体補正を実施し、切断効果を除去した。
• 物理的スペクトル関数アンサンブルとして、ベクトルスペクトル関数のブライト・ウィグナー型ピークと、高エネルギー尾をモデル化するための切断連続項を組み合わせたものを用いた。
• 安定性の向上と混同除去のため、クォーク数感受率および自由場相関関数で正規化した次元なしの相関関数比に対してフィットを実施した。
• 系統的不確実性は、切断周波数および切断関数の幅を変化させることで推定し、χ²/d.o.f. < 1.1 を満たすようにした。
• 有限運動量における相関関数に対しても連続体補正を実施し、将来的に横スペクトル関数から熱的光子生成率を抽出可能にする基盤を整えた。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 連続体補正効果を除去した後、T = 1.1Tc における熱的電子対生成率は T = 1.45Tc と一貫しているか？
• RQ2 連続体極限において、電気伝導度は、流体力学モデルの予測通り温度に比例するか？
• RQ3 ブライト・ウィグナー型ピークと切断連続項を含む物理的スペクトル関数は、ベクトルカレント相関関数の lattice QCD データをどれほどよく再現できるか？
• RQ4 有限運動量におけるベクトル相関関数は、信頼性高く連続体補正可能であり、熱的光子生成率の抽出に役立つのか？
• RQ5 スペクトル関数再構築における系統的不確実性は何か？ また、それらは抽出された輸送係数にどのように影響を与えるか？

主な発見

• 複数の格子間隔と一貫性のあるフィッティング手順を用いて、T = 1.1Tc における連続体補正付きベクトル相関関数を成功裏に得た。
• 温度で正規化した電気伝導度は、T に比例することが判明し、以前の結果および流体力学的予測と一貫している。
• T = 1.1Tc と T = 1.45Tc における熱的電子対生成率は、系統的不確実性の範囲内で一致しており、この温度範囲におけるクォーク-グルーオンプラズマの放射率が類似していることを示している。
• ブライト・ウィグナー型ピークと切断連続項を含むアンサンブルを用いたスペクトル関数再構築は一貫性があり、系統的誤差は切断パラメータの変動によって推定された。
• 有限運動量におけるベクトル相関関数の連続体補正は良好に進行しており、将来的な熱的光子生成率抽出のための堅実な基盤を提供している。
• 予備的な結果では、有限運動量における相関関数が連続体補正においても安定しており、光子生成率研究の実現可能性を支持している。