[论文解读] Effective Mass Generation of Off-diagonal Gluons as the Origin of Infrared Abelian Dominance in the Maximally Abelian Gauge in QCD

K. Amemiya, Hideo Suganuma|arXiv (Cornell University)|Nov 28, 1998

High-Energy Particle Collisions Research被引用 7

一句话总结

该论文将SU(2)格点QCD的极大阿贝尔（MA）规范中红外阿贝尔主导现象的根源，归因于非对角胶子的有效质量生成。通过U(1)₃朗道规范固定，研究发现非对角胶子在距离r ≥ 0.2 fm时获得约0.94 GeV的质量，从而解释了为何在长距离下阿贝尔型动力学占主导地位。

ABSTRACT

We study the origin of the abelian dominance in the maximally abelian (MA) gauge for the long-distance physics in terms of the interaction range mediated by gluons. In the MA gauge, diagonal gluon components behave as neutral gauge fields like photons, and off-diagonal gluon components behave as charged matter fields on the residual abelian gauge symmetry. We study the gluon propagator in the MA gauge with the U(1)$_3$ Landau gauge fixing using the SU(2) lattice QCD with $ 2.2 \\le \\beta \\le 2.4$ and $12^3 \ imes 24$. We find the abelian dominance for the gluon propagator in the MA gauge in the infrared region. The off-diagonal charged gluon behaves as a massive vector boson with the effective mass $M_{\ m ch} \\simeq 0.94$ GeV in the region of $r \\gsim 0.2$ fm. The origin of the infrared abelian dominance is physically explained as the generation of the charged gluon mass $M_{\ m ch}$ induced by the MA gauge fixing, and the charged-gluon mass generation predicts general abelian dominances for the long-distance physics in QCD in the MA gauge.

研究动机与目标

• 理解QCD极大阿贝尔（MA）规范中红外阿贝尔主导现象的物理起源。
• 研究胶子相互作用范围如何影响长距离QCD物理中的阿贝尔主导现象。
• 确定MA规范固定机制是否为非对角胶子生成有效质量。
• 建立非对角胶子质量生成与红外尺度下阿贝尔型动力学占主导地位之间的联系。

提出的方法

• 在12³ × 24时空格点上，对β值在2.2至2.4之间的SU(2)格点QCD进行模拟。
• 应用U(1)₃朗道规范固定条件，以分离出极大阿贝尔规范配置。
• 计算MA规范下的胶子传播子，以分析对角与非对角胶子分量的长距离行为。
• 分析胶子传播子的空间依赖性，以提取红外区域中非对角胶子的有效质量。
• 利用观测到的传播子行为，通过相关函数的指数衰减推断带电胶子的有效质量。
• 比较对角与非对角胶子的行为，以确认在红外极限下阿贝尔主导现象的存在。

实验结果

研究问题

• RQ1 QCD极大阿贝尔规范中红外阿贝尔主导现象的物理机制是什么？
• RQ2 MA规范固定条件如何导致非对角胶子的有效质量生成？
• RQ3 非对角胶子在红外区域生成的有效质量大小是多少？
• RQ4 非对角胶子的有效质量是否能解释长距离QCD中阿贝尔型动力学的主导现象？
• RQ5 观测到的非对角胶子质量生成是否可普遍关联到长距离QCD中阿贝尔主导现象？

主要发现

• 在MA规范中，非对角胶子在距离r ≥ 0.2 fm时获得约0.94 GeV的有效质量。
• MA规范下的胶子传播子在红外区域表现出阿贝尔主导特性，其中非对角分量显示出长程行为被抑制。
• 非对角胶子的有效质量生成直接由MA规范固定条件诱导产生。
• 非对角胶子的非零质量行为解释了长距离下非阿贝尔贡献的抑制。
• 观测到的有效质量支持了在MA规范框架下长距离QCD物理中阿贝尔主导的一般机制。
• 结果证实，MA规范固定导致带电胶子产生动力学质量隙，与红外阿贝尔主导现象一致。