[论文解读] Color defects in a gauge condensate

Vladimir Dzhunushaliev|ArXiv.org|May 6, 2006

Experimental and Theoretical Physics Studies参考文献 2被引用 8

一句话总结

本文提出了一种用于 SU(3) 规范场论的近似非微扰量化框架，通过将自由度划分为经典有序相与量子无序相。利用简化的 2-点和 4-点格林函数，推导出一个有效拉格朗日量，其中无序相（建模为规范凝聚态）将有序相压缩为色缺陷，如通量管、电单极子和偶极子构型，且无序相的方程类似于金兹堡-朗道理论。

ABSTRACT

The model of an approximate non-perturbative calculations in the SU(3) gauge theory is offered. This approach is based on the separation of initial degrees of freedom on ordered and disordered phases. The ordered phase is almost classical degrees of freedom, the disordered phase is completely quantum degrees of freedom. Using some approximations and simplifications for 2 and 4-points Green's functions an effective Lagrangian describing both phases from the SU(3) Lagrangian is obtained. The calculations show that ordered phase is squeezed by disordered phase into defects. These defects are: an infinite flux tube filled with longitudinal color electric and magnetic fields; a color electric hedgehog; a defect having either two color electric dipoles + two color magnetic dipoles or two color electric dipoles or two color magnetic dipoles. It assumed that the color defects are quantum excitations in a gauge condensate. The equations for the disordered phase are an analog of Ginzburg - Landau equation.

研究动机与目标

• 开发一种用于 SU(3) 规范场论的近似非微扰量化方法。
• 解决在 QCD 中描述非微扰自由度的挑战，特别是与夸克禁闭的关系。
• 将真空建模为量子自由度的规范凝聚态，该凝聚态将经典有序场约束为拓扑缺陷。
• 通过在 2-点和 4-点格林函数上使用近似，从 SU(3) 拉格朗日量推导出有效场论。
• 识别并表征由有序相与无序相相互作用产生的特定色缺陷。

提出的方法

• 将 SU(3) 规范自由度分解为有序相（经典场）与无序相（量子，规范凝聚态）。
• 将 2-点格林函数近似为 $ G_2 ightarrow ar{\rho}^2 $，将 4-点函数近似为 $ G_4 ightarrow G_2^2 + \alpha_1 G_1 + \alpha_2 $，引入标量场以表示凝聚态。
• 从 SU(3) 杨-米尔斯作用量推导出有效拉格朗日量，包含有序相中的规范对称性自发破缺与无序相中的标量场动力学。
• 对球对称的试探解数值求解所得场方程，包括规范场与标量场的径向函数。
• 采用法德耶夫-尼米类型分解，将非阿贝尔场映射为类似阿贝尔的构型，以分析单极子型与偶极子型缺陷。
• 对无序相应用金兹堡-朗道类方程，将其建模为一种将有序相激发压缩为缺陷的介质。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何系统地将 SU(3) 规范场论中的非微扰自由度分离为经典与量子组分？
• RQ2 在非微扰区域对 2-点与 4-点格林函数进行近似后，会涌现出何种有效场论？
• RQ3 当经典有序相被量子无序相（规范凝聚态）约束时，会产生何种类型的色缺陷？
• RQ4 无序相能否用类似于超导体金兹堡-朗道方程的方程来描述？
• RQ5 所生成的缺陷（如通量管或单极子）如何与夸克禁闭及双重迈斯纳效应相关联？

主要发现

• 将无序相建模为规范凝聚态，其作为介质可将有序相压缩为拓扑色缺陷。
• 无序相的有效场方程类似于金兹堡-朗道方程，表明存在类似库珀对的凝聚机制。
• 数值解揭示了稳定构型，包括具有纵向色电场与磁场的无限通量管。
• 发现了一种色电单极子构型，其特征为有序相中径向电场的分布。
• 识别出具有两个色电偶极子与两个色磁偶极子，或仅具有两个电偶极子或两个磁偶极子的稳定解。
• 出现一种类似部分子的缺陷，其形似束缚夸克场的袋状结构，提示可能通过量子凝聚实现禁闭机制。