[논문 리뷰] Infrared Gluon and Ghost Propagators from Lattice QCD. Results from large asymmetric lattices

Orlando Oliveira, Paulo J. Silva|CERN Bulletin|2006. 09. 18.

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions인용 수 9

한 줄 요약

이 격자 양자 chromodynamics 연구는 시간 방향 길이가 최대 256인 큰 비대칭 격자를 사용하여 글루온과 구름 상태 보존자의 저에너지 행동을 조사한다. 저에너지에서 글루온 보존자는 순수 거듭제곱 법칙과 일치하며, 약 0.52의 지수를 보이며 영운동량에서 글루온 보존자가 0이 되는 것을 지지한다. 구름 상태 보존자는 유한 체적 효과를 크게 보이며 순수 거듭제곱 법칙에서 벗어나고, 강한 상호작용 상수는 저에너지에서 감소하는 경향을 보이며 영운동량에서 0이 될 가능성이 있는 것으로 나타났다.

ABSTRACT

We report on the infrared limit of the quenched lattice Landau gauge gluon and ghost propagators as well as the strong coupling constant computed from large asymmetric lattices. The infrared lattice propagators are compared with the pure power law solutions from Dyson-Schwinger equations (DSE). For the gluon propagator, the lattice data is compatible with the DSE solution. The preferred measured gluon exponent being $\sim 0.52$, favouring a null zero momentum propagator. The lattice ghost propagator shows finite volume effects and, for the volumes considered, the propagator does not follow a pure power law. Furthermore, the strong coupling constant is computed and its infrared behaviour investigated.

연구 동기 및 목표

• 큰 비대칭 격자를 사용하여 양자 chromodynamics에서의 글루온과 구름 상태 보존자의 저에너지 행동을 조사한다.
• Dyson-Schwinger 방정식(DSE)이 예측하는 순수 거듭제곱 법칙 해와 격자 데이터의 일치성을 테스트한다. 특히 글루온과 구름 상태 보존자의 복수 함수에 초점을 맞춘다.
• 유한 체적 효과와 Gribov 복사본 민감도를 글루온과 구름 상태 보존자 보존자에서 분석한다.
• 강한 상호작용 상수 αS(k²)의 저에너지 행동을 분석하며, 영운동량에서 0이 되는지 여부를 조사한다.

제안 방법

• β=6.0에서 윌슨 게이지 작용을 사용하여 공간 크기 L=8에서 18, 시간 방향 길이 T=128 및 T=256인 큰 비대칭 격자에서 시뮬레이션을 수행한다.
• 표준 최소화(SD)와 게이지 고정 기능의 절대 최대값을 찾는 CEASD 방법을 사용하여 랑도 게이지 조건을 강제한다.
• 글루온과 구름 상태 보존자는 표준 격자 수축을 통해 계산되며, 구름 상태 보존자는 교차 검증을 위해 두 가지 독립된 방법(ss 및 cuco)으로 계산된다.
• 유한 체적 외삽은 보존자의 공간 체적 의존성을 피팅하여 무한 체적 근사치를 추정한다.
• 강한 상호작용 상수는 αS(k²) = αS(μ²) Z_ghost²(k²) Z_gluon(k²)로 계산되며, 여기서 Z_gluon(k²) = k²D(k²) 및 Z_ghost(k²) = k²G(k²)이다.
• 보존자와 αS(k²)에 대해 거듭제곱 법칙 및 수정항을 피팅하여 저에너지 행동과 DSE 예측과의 일치성을 평가한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 Dyson-Schwinger 방정식 해가 예측하는 것처럼 격자 글루온 보존자가 저에너지 영역에서 순수 거듭제곱 법칙을 따르는가?
• RQ2 유한 체적 효과는 구름 상태 보존자에 얼마나 큰 영향을 미치며, 저에너지에서 순수 거듭제곱 법칙에서 벗어나는가?
• RQ3 큰 비대칭 격자에서 글루온과 구름 상태 보존자에 대해 Gribov 복사본 효과가 관측 가능한가?
• RQ4 강한 상호작용 상수 αS(k²)는 영운동량에서 0이 되는가? 이 행동은 DSE 예측과 일치하는가?
• RQ5 격자 데이터는 글루온에 대해 κ ≈ 0.52를 가지는 다양한 DSE 해를 구분할 수 있는가?

주요 결과

• 글루온 보존자는 저에너지에서 순수 거듭제곱 법칙으로 잘 기술되며, 측정된 지수는 κ ≈ 0.52로 영운동량에서 보존자가 0이 되는 것을 지지한다.
• 구름 상태 보존자에 있어서는 유한 체적 효과가 뚜렷하며, 더 큰 체적에서 복수 함수가 증가하고 순수 거듭제곱 법칙을 따르지 않는다.
• 글루온 보존자에서는 눈에 띄는 Gribov 복사본 효과가 관측되지 않으며, 두 게이지 고정 방법(SD 및 CEASD)이 통계 오차 범위 내에서 일치하는 결과를 보였다.
• 구름 상태 보존자는 넓은 운동량 범위에서 강한 Gribov 복사본 효과를 보이며, 정규화로 제거될 수 없다.
• 강한 상호작용 상수 αS(k²)는 운동량 감소와 함께 감소하며, 순수 거듭제곱 법칙에 대한 피팅 결과 κα ≈ 0.69를 얻었고, 이는 αS(0) = 0임을 시사하지만 확정되지는 않았다.
• 격자 데이터는 αS(k²)가 영운동량에서 0이 되는 것과 0보다 큰 것 모두와 호환되며, 저에너지 행동은 추가 연구가 필요하여 아직 명확하지 않다.