[論文レビュー] Color-Flavor (Un)locking

Micaela Oertel, Michael Buballa|ArXiv.org|Feb 11, 2002

Biochemical Analysis and Sensing Techniques被引用数 7

ひとこと要約

本稿は、自己整合的に生成されたクォーク質量を有する3フレーバーNJLモデルを用いて、密度の高いクォーク物質の相構造を調査し、色-フレーバー鎖着（CFL）遷移に注目する。フレーバー混合相互作用（'t Hooft項を介して）が、2SC相におけるストレンジクォーク質量を低下させることで、CFL形成の臨界化学ポテンシャルを低下させ、より低い密度でCFL相が安定化されることを示している。一方、温度効果は臨界温度を超えると2次相転移を示す色-フレーバー解放遷移を引き起こす。

ABSTRACT

The structure of the phase diagram of strongly interacting matter at moderate densities is calculated within a 3-flavor NJL-type quark model with realistic quark masses. We focus on the influence of the selfconsistently determined effective strange quark mass on the color-flavor unlocking phase transition.

研究の動機と目的

• 密度の高いクォーク物質におけるディクォーク凝集状態とクォーク-反クォーク凝集状態の相乗的相互作用を理解すること。
• 自己整合的に決定されたストレンジクォーク質量が、色-フレーバー鎖着（CFL）相転移に与える影響を調査すること。
• フレーバー混合相互作用（'t Hooft項を介して）が、CFL相の安定性と発現に与える影響を評価すること。
• 温度が色-フレーバー解放遷移を引き起こす役割を分析すること。
• 中程度の密度において、CFL相がハドロン相または2SC相から直接発生するかを特定すること。

提案手法

• クォーク-クォーク（ディクォーク）相互作用およびクォーク-反クォーク相互作用を含む3フレーバーNJL型有効ラグランジアンを用いる。
• クォーク-反クォーク凝集状態を介した自己整合的有効クォーク質量と、U(1)_A対称性を破る't Hooft相互作用を組み込む。
• フレーバー対称クォークに対して、ディクォークギャップ Δ_i = -2H s_ii および有効質量 M_i = m_i - 4Gϕ_i + 2Kϕ_jϕ_k を定義する。
• 凝集状態 ϕ_u, ϕ_s, s_22, s_55, s_77 に対して、平均場の熱力学的ポテンシャル Ω を最小化し、基底状態を求める。
• 't Hooft結合定数 K を変化させながらも、真空中の質量を固定して、フレーバー混合効果を研究する。
• μ-T平面における相図を分析し、凝集状態の挙動を用いて一次相転移および二次相転移を同定する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 't Hooft項を介したフレーバー混合相互作用の導入が、CFL相の発現の臨界化学ポテンシャルに影響を与えるか。
• RQ2 自己整合的に生成されたストレンジクォーク質量が、2SC相およびCFL相の安定性に与える影響は何か。
• RQ3 有限温度における色-フレーバー解放遷移の性質は何か—一次相転移か二次相転移か。
• RQ4 温度効果が、μ-T平面におけるディクォークギャップ構造と相境界にどのように影響を与えるか。
• RQ5 CFL相はハドロン相から直接発生するのか、それとも中程度の密度で安定な2SC相が存在するのか。

主な発見

• 't Hooft相互作用を含めると、CFL相は臨界μが低下する領域で熱力学的に有利となり、KΛ⁵ = 20におけるCFL形成の臨界μは約50 MeV低下する。
• フレーバー混合相互作用により、2SC相内でのストレンジクォーク質量が低下し、CFL相への遷移が促進される。
• 零温度において、2SCからCFLへの遷移は一次相転移であり、ストレンジクォーク質量の不連続的変化によって駆動される。
• 有限温度では、臨界点を超えると色-フレーバー解放遷移が二次相転移となる。Δ₅がΔ₂よりも先に消える。
• 2SCからQGPへの臨界温度は、BCS関係 T_c ≈ 0.57Δ₂(T=0) に従い、期待通りの結果となる。
• 相図では、2SC-CFL転移点以下の領域にメタ安定CFL相が存在するが、Kの増加に伴い安定化する。