[論文レビュー] Role of 2SC pairing in a three-flavor NJL model with axial anomaly

Hannes Basler, Michael Buballa|arXiv (Cornell University)|Jul 29, 2010

High-Energy Particle Collisions Research被引用数 1

ひとこと要約

本研究では、軸性異常を含むNambu–Jona-Lasinioモデルを用いて、三フレーバークォーク物質の相図を調査し、2SC対応が、上・下・ strange クォークの質量が等しい場合でも、自発的フレーバー対称性の破れによって好まれることが示された。2SC対応の導入により、2SC対応が存在しない先行研究で見られた低温の臨界終点が消失し、BCS的およびBEC的2SCおよびCFL相を含むより洗練された相構造が得られた。

ABSTRACT

The phase diagram of strongly interacting matter is studied within a three-flavor Nambu--Jona-Lasinio model, which contains the coupling between chiral and diquark condensates through the axial anomaly. Our results show that it is essential to include the 2SC phase in the analysis. While this is expected for realistic strange quark masses, we find that even for equal up, down, and strange bare quark masses, 2SC pairing can be favored due to spontaneous flavor-symmetry breaking by the axial anomaly. This can lead to a rich phase structure, including BCS- and BEC-like 2SC and CFL phases and new endpoints. On the other hand, the low-temperature critical endpoint, which was found earlier in the same model without 2SC pairing, is almost removed from the phase diagram and cannot be reached from the low-density chirally broken phase without crossing a preceding first-order phase boundary. For physical quark masses no additional critical endpoint is found.

研究の動機と目的

• 三フレーバー強い相互作用系の相図における2SC対応の役割を理解すること。
• 軸性異常がフレーバー対称性の破れおよび対応ダイナミクスに与える影響を検討すること。
• 軸性異常のおかげで、上・下・Strange クォークの素質量が等しくても2SC対応が出現するかどうかを特定すること。
• 2SC対応が相図における臨界終点の位置および存在に与える影響を評価すること。
• 2SC対応を含まない従来のモデルと比較して、得られる相構造を検討すること。

提案手法

• チャーミカルおよび二クォーク対応凝集体を含む三フレーバーNambu–Jona-Lasinioモデルを用いる。
• 軸性異常は、チャーミカルおよび二クォーク対応凝集体の間の結合として取り入れられ、フレーバー対称性の自発的破れを引き起こす。
• 有限温度および密度における基底状態の相構造を決定するために、自己無撞撃的にモデルを解く。
• 臨界点検出および熱力学的安定性解析を用いて、相境界を特定する。
• 物理的クォーク質量および上・下・Strange クォーク質量が等しい対称的極限を含む解析を行う。
• 臨界終点の存在および位置は、一次転移線の連続性を用いて評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 上・下・Strange クォーク質量が等しい場合でも、軸性異常を含む三フレーバーNJLモデルにおいて2SC対応が出現するか？
• RQ2 軸性異常は2SC相の安定性および構造にどのように影響するか？
• RQ3 2SC対応を含めることで、相図における臨界終点の存在および位置にどのような影響が生じるか？
• RQ4 2SC対応が存在しない従来のモデルで見られた低温の臨界終点は、2SC対応を含めるともに存続するか？
• RQ5 どのような種類の2SCおよびCFL相が出現し、それらはBCS的およびBEC的領域の間でどのように遷移するか？

主な発見

• 素質量が等しくても、軸性異常によるフレーバー対称性の自発的破れのおかげで、2SC対応が好まれる。
• 2SC対応の導入により、BCS的およびBEC的2SCおよびCFL相を含む洗練された相構造が得られた。
• 2SC対応が存在しない場合に同モデルで見られた低温の臨界終点は、相図からほとんど完全に消失した。
• 低温の臨界終点は、低密度のチャーミカルに破れた相から到達できず、事前に存在する一次転移境界を越える必要がある。
• 物理的クォーク質量では、モデルに既に存在する臨界終点以外に追加の臨界終点は見つからなかった。