[논문 리뷰] The phase structure of lattice QCD with Wilson quarks and renormalization group improved gluons

F. Farchioni, K. Jansen외 7명|arXiv (Cornell University)|2004. 10. 21.

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions인용 수 22

한 줄 요약

이 연구는 표준 윌슨 플라켓 액션 대신 DBW2 게이지 액션을 사용한 윌슨 페르미온을 이용해 격자 QCD의 상 구조를 조사한다. DBW2 액션은 유사한 격자 간격에서 표준 윌슨 플라켓 액션보다 최소 중간자 질량과 평균 플라켓의 점프를 감소시켜 더 완만한 1차 상전이를 나타내며, 계산 비용 또한 낮춘다.

ABSTRACT

The effect of changing the lattice action for the gluon field on the recently observed [1] first order phase transition near zero quark mass is investigated by replacing the Wilson plaquette action by the DBW2 action. The lattice action for quarks is unchanged: it is in both cases the original Wilson action. It turns out that Wilson fermions with the DBW2 gauge action have a phase structure where the minimal pion mass and the jump of the average plaquette are decreased, when compared to Wilson fermions with Wilson plaquette action at similar values of the lattice spacing. Taking the DBW2 gauge action is advantageous also from the point of view of the computational costs of numerical simulations.

연구 동기 및 목표

• 윌슨 플라켓 게이지 액션을 DBW2 액션으로 대체할 경우 윌슨 페르미온을 사용한 격자 QCD의 상 구조에 어떤 영향을 미치는지 조사하기.
• 이전 연구에서 관찰된 영점 쿼크 질량 근처에서의 1차 상전이가 DBW2 액션에 의해 완화되는지 평가하기.
• 수치 시뮬레이션에서 DBW2 게이지 액션의 계산 효율성을 표준 윌슨 플라켓 액션과 비교 평가하기.
• DBW2 액션이 초순수 대칭 붕괴와 QCD 상전이를 연구하는 데 더 유리한 매개변수 공간을 제공하는지 결정하기.

제안 방법

• 두 경우 모두 쿼크의 격자 액션은 원래의 윌슨 페르미온 액션으로 고정된다.
• 게이지 액션은 표준 윌슨 플라켓 액션에서 리노멀화 군 개선된 DBW2 액션으로 전환된다.
• 상전이 특성들을 비교하기 위해 유사한 격자 간격에서 시뮬레이션을 수행한다.
• 상 구조의 변화를 감지하기 위해 평균 플라켓과 중간자 질량과 같은 주요 관측량을 모니터링한다.
• 최소 중간자 질량과 플라켓의 불연속성의 행동을 상전이 강도의 지표로 사용한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 DBW2와 윌슨 플라켓 액션 중 어떤 게이지 액션을 선택하느냐가 윌슨 페르미온을 사용한 격자 QCD의 상 구조에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ2 DBW2 게이지 액션은 영점 쿼크 질량 근처에서 관찰된 1차 상전이의 심각도를 줄이는가?
• RQ3 DBW2 액션은 초순수 한계에서 최소 중간자 질량에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ4 수치 시뮬레이션에서 DBW2 액션은 윌슨 플라켓 액션과 비교해 계산 비용에 어떤 영향을 미치는가?

주요 결과

• 유사한 격자 간격에서 DBW2 게이지 액션은 윌슨 플라켓 액션보다 최소 중간자 질량을 감소시킨다.
• DBW2 액션을 사용할 경우 평균 플라켓의 점프가 현저히 감소하여 더 완만한 1차 상전이를 나타낸다.
• 상전이 영역이 이동하여 DBW2 액션을 사용할 경우 초순수 한계를 더 잘 제어할 수 있음을 시사한다.
• DBW2 액션은 윌슨 플라켓 액션보다 수치 시뮬레이션에서 더 낮은 계산 비용을 유도한다.