[論文レビュー] Improving the convergence of SU(3) baryon chiral perturbation theory

John F. Donoghue, Barry R. Holstein|ArXiv.org|Mar 11, 1998

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 1被引用数 4

ひとこと要約

本稿では、SU(3)バリオン摂動場理論における次元正則化の代わりに運動量空間のカットオフを導入することで収束性を向上させる手法を提案している。物理的でない短距離寄与を除去することにより、妥当なカットオフスケールにおいて物理的観測量の収束性が著しく向上し、低エネルギー効果的場理論フレームワークの信頼性が向上することを示している。

ABSTRACT

Baryon chiral perturbation theory as conventionally applied using dimensional regularization has a well-known problem with the convergence of the SU(3) chiral expansion. One can reformulate the theory equally rigorously using a momentum-space cutoff and we show that the convergence is thereby greatly improved for reasonable values of the cutoff. In effect, this is accomplished because the cutoff formalism removes the spurious physics of propagation at distance scales much smaller than the baryon size.

研究の動機と目的

• 次元正則化を用いた場合のSU(3)バリオン摂動場理論の収束性の悪さに対処すること。
• 運動量空間のカットオフ形式がより優れた収束性を示すかどうかを調査すること。
• チャイral極限におけるバリオン行列要素のためのより信頼性の高い効果的場理論フレームワークを提供すること。
• 物理的でない短距離物理を除去することで、チャイral展開の収束性が向上することを実証すること。

提案手法

• バリオン自己エネルギーおよび行列要素の計算において、次元正則化の代わりに運動量空間のカットオフを導入すること。
• バリオンサイズよりもはるかに小さいスケールの寄与をカットオフで抑制すること。
• 物理的でない短距離物理を除去しつつ、正則化可能性およびローレンツ不変性を保つように理論を定式化すること。
• 両正則化スキームにおけるチャイral展開の収束性を比較すること。
• バリオン質量や磁気モーメントなどの物理的観測量の収束性を評価すること。
• 結果がカットオフスケールの選択にどれほど敏感であるかを評価すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 次元正則化を運動量空間のカットオフに置き換えることで、SU(3)バリオン摂動場理論の展開の収束性が向上するか？
• RQ2 物理的でない短距離寄与を除去することで、チャイral展開の信頼性にどのような影響を与えるか？
• RQ3 物理的カットオフを用いることで、チャイral展開の収束性は次元正則化と比べてどのように変化するか？
• RQ4 カットオフ形式はバリオン観測量に対してより安定で物理的に意味のある結果をもたらすか？

主な発見

• 運動量空間のカットオフ形式は、次元正則化と比較して、SU(3)チャイral展開の収束性が著しく向上することを示している。
• 改善された収束性は、バリオンサイズよりもはるかに小さいスケールでの伝播に関連する不適切な物理の除去に起因する。
• カットオフ手法は、次元正則化における収束性を悪化させる物理的でない短距離寄与を抑制している。
• 妥当なカットオフ値において、カットオフスキームではチャイral展開がより速くかつ信頼性高く収束することが分かった。
• 結果から、カットオフ形式は低エネルギーバリオン物理学におけるより物理的に整合性のあるフレームワークを提供する可能性がある。