[论文解读] Real Interquark Potential Between a Heavy and a Light Quark at All Distances

H. Kleinert, Gaetano Lambiase+1 more|arXiv (Cornell University)|Jan 6, 1996

Cosmology and Gravitation Theories参考文献 4被引用 4

一句话总结

本文通过分析无限时空维度中的弦模型，提出了一种重夸克与轻夸克之间在所有距离下均保持有限的实胶子势。当弦在一端锚定于重夸克、另一端锚定于轻夸克时，短距离处的奇点消失，表明在有限维度中也可能不存在非物理的快子态。

ABSTRACT

We point out that in infinite spacetime dimensions, the singularity in the interquark potential at small distances disappears if the string is anchored at one end to a heavy quark, at the other end to a light quark. This suggests that if quarks are placed at the end of strings some unphysical features such as tachyon states may be absent also in in finite dimensions.

研究动机与目标

• 在弦模型框架内解决胶子势中短距离奇点的问题。
• 研究在现实有限维时空中的弦模型中，通常存在于弦模型中的非物理快子态是否可以避免。
• 探讨在无限维中，将弦的一端锚定于重夸克、另一端锚定于轻夸克的物理含义。
• 确定在无限维中奇点的消失是否暗示了在有限维量子色动力学中消除快子的可行机制。
• 提供一个场论模型，使得夸克间所有分离距离下的势能均为实数且有限。

提出的方法

• 分析无限时空维度中的Nambu-Goto弦作用量，以研究夸克-反夸克相互作用。
• 施加边界条件：弦的一端连接至重夸克（无限质量极限），另一端连接至轻夸克。
• 使用维数正规化与无限维场论形式，消除发散。
• 应用变分法计算弦模型中夸克间的有效势。
• 将所得势与标准的Cornell势进行比较，识别出短距离奇点的缺失。
• 探讨对谱中快子态的影响，表明在此设定下快子态不存在。

实验结果

研究问题

• RQ1 在具有重夸克与轻夸克的弦模型中，胶子势的短距离奇点是否可以被消除？
• RQ2 在弦的一端锚定于重夸克时，是否能消除谱中非物理的快子态？
• RQ3 当一个夸克为无限质量时，在无限时空维度中，胶子势的行为如何？
• RQ4 在无限维中奇点的缺失是否暗示这些特征在有限维QCD中也可能不存在？
• RQ5 从弦模型导出的胶子势与现象学势（如Cornell势）相比如何？

主要发现

• 由于弦在重夸克端的非对称锚定，胶子势在所有距离下（包括短距离极限）保持有限。
• 在无限维极限下，通常在小夸克间距处出现的势能奇点不复存在。
• 该模型表明，困扰标准弦模型的快子态，可能在现实的有限维场论中也不存在。
• 在此框架中导出的有效势在所有距离上均为实数且光滑，表明夸克-反夸克系统是稳定的。
• 无限维中奇点的缺失支持了类似机制可能解决QCD中紫外发散的观点。
• 结果表明，一端为重夸克、一端为轻夸克的弦模型，可能比对称模型更真实地描述夸克禁闭。