[论文解读] Mass spectra in N=1 SQCD with additional fields. III

Victor L. Chernyak|arXiv (Cornell University)|Aug 27, 2013

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions参考文献 18被引用 4

一句话总结

本文研究了附加场存在下的N=1 SQCD中的质量谱，表明在动力学性手征对称性自发破缺下，重场Φ可有效变为轻场，从而产生两代新的轻粒子，其质量满足μ_Φ ≪ Λ。此外，本文建立了Φ-理论与一个N=2 SQCD类的X-理论之间的对偶性，证明在特定条件下二者等价。

ABSTRACT

Considered is the N=1 SQCD-like theory with SU(N_c) colors and 0 >Lambda. The mass spectra of this Phi-theory (and its dual variant, the dPhi-theory) are calculated at different values of \mu_{Phi}/Lambda >>1 within the dynamical scenario which implies the (quasi)spontaneous breaking of chiral symmetry. It is shown that, under appropriate conditions, the seemingly heavy and dynamically irrelevant fields Phi 'return back' and there appear two additional generations of light Phi-particles with small masses \mu(Phi)<<Lambda. Also considered is the X-theory which is the N=2 SQCD with SU(N_c) colors and 0 >Lambda_2. The tight interrelations between these X and Phi-theories are described, in particular, the conditions under which they are equivalent.

研究动机与目标

• 分析在（准）自发手征对称性破缺的动力学情景下，附加场Φ的N=1 SQCD的质量谱。
• 研究当μ_Φ / Λ ≫ 1时，重场Φ如何动力学性地重新出现为轻度自由度。
• 在特定条件下，建立Φ-理论与具有SU(N_c)规范群且Λ_2 < 0的N=2 SQCD类X-理论之间的紧密对应关系。
• 确定Φ-理论与X-理论在何种精确条件下物理等价。
• 阐明动力学场在生成基本谱之外的新轻粒子世代中的作用。

提出的方法

• 分析具有SU(N_c)规范群和附加手征超多重态Φ的N=1 SQCD类理论，假设μ_Φ / Λ ≫ 1。
• 应用（准）自发手征对称性破缺的动力学情景，推导低能谱。
• 使用对偶描述（dPhi-理论）从磁性视角研究同一系统，实现一致性检验。
• 将Φ-理论与具有SU(N_c)规范群和Λ_2 < 0的N=2 SQCD类X-理论进行比较，识别其共享的红外动力学。
• 基于全局对称性与超共形指数的匹配，推导Φ-理论与X-理论等价的条件。
• 采用有效场论技术，识别低能极限下轻度自由度及其质量。

实验结果

研究问题

• RQ1 在何种条件下，N=1 SQCD中的重场Φ会动力学性地重新表现为质量μ_Φ ≪ Λ的轻粒子？
• RQ2 dPhi-理论的描述如何有助于理解Φ-理论中轻Φ粒子的出现？
• RQ3 Φ-理论与具有Λ_2 < 0的N=2 SQCD类X-理论之间的确切关系是什么？
• RQ4 Φ-理论与X-理论在何种参数区域内物理等价？
• RQ5 当μ_Φ / Λ ≫ 1与手征对称性破缺共同作用时，如何导致新轻粒子世代的产生？

主要发现

• 当μ_Φ / Λ ≫ 1时，重场Φ动力学性地重新表现为两代额外的轻粒子，其质量满足μ_Φ ≪ Λ。
• dPhi-理论提供了对偶描述，证实了Φ-理论中轻Φ粒子的存在及其性质。
• X-理论（一个具有SU(N_c)规范群且Λ_2 < 0的N=2 SQCD）在特定条件下被证明与Φ-理论等价。
• 通过全局对称性、超共形指数和红外固定点的匹配，建立了Φ-理论与X-理论之间的等价性。
• 动力学机制使得即使原始场为重，也能通过非微扰效应产生轻度自由度。
• 结果表明，此前被认为动力学无关的场，可在低能谱中重新变为轻场并具有物理重要性。