[论文解读] Nonperturbative investigation of the diquark potential

Z. Fodor, Christian Hoelbling+2 more|ArXiv.org|Nov 16, 2005

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions参考文献 10被引用 3

一句话总结

本文通过全QCD中动力费米子的泡利洛普相关函数，对强子中的二夸克势进行了非微扰格点QCD研究。研究发现存在夸克-夸克的吸引相互作用，二夸克自由能的形状与夸克-反夸克势相似但强度更弱，并在临界温度以上观察到平坦化现象，表明存在禁闭解除效应。

ABSTRACT

We perform an investigation of the static quark-quark-potential both in the confined and the deconfined phase. We discuss conceptual and technical problems and present first results of an exploratory numerical investigation.

研究动机与目标

• 通过泡利洛普相关函数研究QCD在禁闭相与禁闭解除相中的静态夸克-夸克势。
• 通过泡利洛普关联函数测量两个夸克的自由能，以确定二夸克是否形成束缚态。
• 解决在低温下计算全QCD中泡利洛普及其关联函数的技术挑战，特别是低温情况。
• 将二夸克自由能与夸克-反夸克势进行比较，评估夸克-夸克吸引的强度。
• 探索二夸克势在临界温度附近及之上的行为。

提出的方法

• 利用关系式 $\left< P(x)P(y) \right> $ 作为二夸克自由能的代理，其中 $ \widehat{F_{qq}} = -\frac{1}{aN_t} \log \left( \frac{\left< P(x)P(y) \right>}{\left< P(x) \right>^2} \right) $。
• 在 $18^3 \times 6$ 格点上，使用2+1味动力费米子和Symanzik树级改进规范作用进行格点模拟。
• 利用先前模拟得到的有限温度配置，分别研究 $T/T_c = 1.14$ 时的禁闭解除相和 $T/T_c = 0.96$ 时的禁闭相。
• 在大距离（$r > 0.5$ fm）采用盒子平均方法，以减少二夸克自由能的统计误差。
• 使用改进版MILC代码，采用近邻-次近邻通信架构，实现高效计算。
• 避免规范固定，仅依赖于规范不变且对中心对称性敏感的泡利洛普算符。

实验结果

研究问题

• RQ1 两个泡利洛普之间的关联是否在全QCD中表明两个夸克之间存在吸引相互作用？
• RQ2 在禁闭相与禁闭解除相中，二夸克自由能与夸克-反夸克势在定量上如何比较？
• RQ3 在大距离处，特别是高于临界温度时，二夸克势的行为如何？
• RQ4 考虑到泡利洛普的指数衰减，是否能可靠地在零温下计算二夸克势？
• RQ5 二夸克自由能是否在大距离处出现平坦化，类似于夸克-反夸克系统，表明禁闭解除？

主要发现

• 二夸克自由能显示出两个夸克之间明显的吸引相互作用，表现为短距离处自由能下降。
• 二夸克自由能的函数形式与夸克-反夸克势相似，但强度更弱。
• 在 $T/T_c = 0.96$ 时，二夸克自由能在短距离处减小，并在 $r \gtrsim 0.8$ fm 处开始平坦化，表明存在长程吸引成分。
• 在 $T/T_c = 1.14$ 时，二夸克自由能在 $r \approx 0.8$ fm 以上趋于平坦，并与零兼容，与禁闭解除一致。
• 在 $T_c$ 以下，二夸克自由能并未像在真空QCD中那样趋于常数，表明全QCD中行为更为复杂。
• 尽管统计不确定性随距离增大，二夸克吸引信号在大距离处仍可探测，并且在两个相中均与零兼容，当 $r > 0.8$ fm 时。