[论文解读] Infrared Gluon and Ghost Propagators from Lattice QCD. Results from large asymmetric lattices

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

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions被引用 9

一句话总结

本格理论QCD研究利用时间延伸最大达256的大尺寸非对称晶格，探究了胶子与鬼场传播子在红外区的行为。在低动量区域，胶子传播子与纯幂律行为一致，测得指数约为0.52，支持零动量处胶子传播子趋于零的结论。鬼场传播子表现出显著的有限体积效应，且偏离纯幂律行为；而强耦合常数在低动量区域呈现下降趋势，有证据表明其在零动量处可能趋于零。

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.

研究动机与目标

• 利用大尺寸非对称晶格研究在冻结SU(3)格点QCD中胶子与鬼场传播子的红外行为。
• 检验格点数据与Dyson-Schwinger方程（DSE）预测的纯幂律解的兼容性，特别是针对胶子与鬼场的配容函数。
• 研究鬼场与胶子传播子中有限体积效应与Gribov副本敏感性的影响。
• 分析强耦合常数αS(k²)的红外行为，包括其在零动量处是否趋于零。

提出的方法

• 在β=6.0处使用威尔逊规范作用量，在空间尺寸L=8至18、时间延伸T=128与T=256的大尺寸非对称晶格上进行模拟。
• 采用两种规范固定方法强制实现朗道规范：标准最小化（SD）与CEASD方法，后者旨在寻找规范固定泛函的绝对最大值。
• 通过标准格点收缩方法计算胶子与鬼场传播子，鬼场传播子使用两种独立方法（ss与cuco）进行交叉验证。
• 通过拟合传播子的空间体积依赖关系，执行有限尺寸外推，以估计无限体积极限。
• 强耦合常数通过公式αS(k²) = αS(μ²) Z_ghost²(k²) Z_gluon(k²) 计算，其中Z_gluon(k²) = k²D(k²) 且 Z_ghost(k²) = k²G(k²)。
• 对传播子与αS(k²)应用幂律及修正项拟合，以评估红外行为并检验其与DSE预测的兼容性。

实验结果

研究问题

• RQ1 格点胶子传播子在红外区是否如Dyson-Schwinger方程解所预测的那样遵循纯幂律？
• RQ2 有限体积效应对鬼场传播子的影响程度如何？其在红外区是否偏离纯幂律？
• RQ3 在大尺寸非对称晶格上，Gribov副本效应是否可在胶子与鬼场传播子中观测到？
• RQ4 强耦合常数αS(k²)是否在零动量处趋于零？该行为是否与DSE预测一致？
• RQ5 格点数据能否区分DSE解中针对胶子传播子的κ ≈ 0.52的不同解？

主要发现

• 在红外区，胶子传播子可由纯幂律良好描述，测得指数为κ ≈ 0.52，支持零动量处传播子趋于零的结论。
• 鬼场传播子表现出显著的有限体积效应，在较大体积下其配容函数增强，且不遵循纯幂律行为。
• 在胶子传播子中未观测到明显的Gribov副本效应，两种规范固定方法（SD与CEASD）在统计误差范围内结果一致。
• 鬼场传播子在宽广的动量范围内表现出强烈的Gribov副本效应，且无法通过归一化消除。
• 强耦合常数αS(k²)随动量减小而下降，对纯幂律的拟合得到κα ≈ 0.69，暗示αS(0) = 0，但尚未能确证。
• 格点数据中αS(k²)的红外行为与αS(0) = 0及αS(0) > 0均相容，表明红外行为尚不明确，有待进一步研究。