[论文解读] Heavy Quark Potentials and Quarkonia Binding

P. Petreczky|OSTI OAI (U.S. Department of Energy Office of Scientific and Technical Information)|Feb 16, 2005

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions被引用 4

一句话总结

本文综述了格点QCD对有限温度下重夸克势的研究，重点探讨了静态夸克-反夸克对的自由能作为介质中夸克偶素束缚的探针。评估了在夸克偶素谱函数计算中使用自由能或内能作为有效势的合理性，结论认为内能与格点谱函数的吻合更好，并表明J/ψ可存活至1.7T_c。

ABSTRACT

I review recent progress in studying in-medium modification of inter-quark forces at finite temperature in lattice QCD. Some applications to the problem of quarkonium binding in potential models is also discussed.

研究动机与目标

• 评估在夸克偶素势模型中使用有限温度下静态夸克-反夸克对的自由能作为有效势的合理性。
• 研究介质中多体效应如何改变夸克间作用力，特别是接近禁闭相变点时。
• 将势模型的预测与格点QCD计算的夸克偶素谱函数及欧几里得关联函数进行比较。
• 确定在夸克-胶子等离子体中，自由能或内能哪一个能更可靠地描述夸克偶素束缚。
• 利用不同势模型评估J/ψ态的存活温度，并与格点谱函数数据进行比较。

提出的方法

• 利用格点QCD通过库仑规范下的威尔逊环和泡利环计算静态夸克-反夸克对的 singlet 和 octet 自由能。
• 应用投影算符将配分函数中的色单重和色八重贡献分离。
• 利用热力学关系，从自由能计算静态对的内能和熵。
• 将内能用作薛定谔方程中的有效势，以计算夸克偶素束缚态和谱函数。
• 将模型推导的欧几里得介子关联函数与直接的格点QCD计算结果进行比较，以检验一致性。
• 依赖于包含束缚态和连续区阈值的谱函数分解，以建模夸克偶素关联函数。

实验结果

研究问题

• RQ1 能否可靠地将介质中静态夸克-反夸克对的自由能用作夸克偶素势模型中的有效势？
• RQ2 夸克-胶子等离子体中的多体效应如何在简单屏蔽之外改变夸克间作用力？
• RQ3 在夸克偶素束缚计算中，正确的热力学量——自由能还是内能——应被用作势？
• RQ4 根据基于格点势的势模型，J/ψ态在夸克-胶子等离子体中可存活至多高温度？
• RQ5 基于格点势的模型谱函数在多大程度上能再现格点QCD中观测到的欧几里得关联函数行为？

主要发现

• 色单重道中静态夸克-反夸克对的自由能在高温下表现出强烈的温度依赖性，且在T_c以上屏蔽效应变得显著。
• 在有限温度下，特别是接近T_c时，内能超过自由能，表明熵贡献较大，因此在此区域自由能并非可靠的势。
• 在薛定谔方程中使用内能作为势时，计算得到的J/ψ存活温度可达1.7T_c，与格点谱函数计算结果一致。
• 虽然色平均自由能具有规范不变性且被广泛研究，但由于其对色道的统计平均，对介质中两体力的修改信息较少。
• 在高温下，内能缺乏大距离处的常数项，使其作为有效势比自由能更具物理合理性。
• 基于内能势的模型谱函数成功再现了格点数据中观测到的T_c以上标量关联函数增强等特征。