[论文解读] On the critical QCD phenomena in small x physics in the vicinity of black disk limit

B. Blok, L. Frankfurt|arXiv (Cornell University)|Aug 19, 2005

Cosmology and Gravitation Theories被引用 1

一句话总结

该论文提出，在小-x QCD接近黑洞盘极限时，微扰QCD的 ladder 结构作为准粒子，支配相干临界现象。通过在有效场论中使用WKB近似，推导出描述色膨胀和 ladder 凝结的类经典解，量子涨落引发规范对称性自发破缺并产生类似声子的激发态，最终形成宏观的色网络。

ABSTRACT

We investigate limiting behaviour of small x single scale hard QCD processes as coherent critical phenomenon. pQCD ladders are suggested as the main degrees of freedom for small x processes near unitarity limit -quasiparticles. We found that the smallness of the coupling constant in QCD is relevant for the hierarchy between many-quasiparticle interactions in the effective field theory >. Obtained effective Lagrangian leads to the equations of motion which are solved within the WKB approximation. Classical solutions which can not be decomposed in powers of $\\alpha_s$ describe color inflation, condensation of ladders. Account of quantum fluctuations around WKB solution leads to spontaneous violation of two dimensional translation symmetry and appearance of "phonons". Exchange by constituents between overlapping ladders produces color network occupying "macroscopic" longitudinal volume. Possible role of new QCD phenomena in the two scale hard processes and experimental feasibility to detect new QCD effects is briefly discussed.

研究动机与目标

• 理解小-x 单标度硬QCD过程在单位性（黑洞盘）极限附近的极限行为。
• 在接近黑洞盘极限的区域，识别pQCD ladder作为有效准粒子。
• 构建一个有效场论，描述由αs的微小性所支配的多准粒子相互作用。
• 研究色膨胀和 ladder 凝结等集体现象的涌现。
• 探索在双标度硬过程中探测新QCD效应的实验可行性。

提出的方法

• 将小-x QCD过程建模为接近单位性极限的相干临界现象。
• 在有效场论中将pQCD ladder识别为基本自由度（准粒子）。
• 构建一个有效拉格朗日量，通过αs抑制来捕捉多条ladder之间相互作用的层次结构。
• 使用WKB近似求解运动方程，获得在αs下非微扰的类经典解。
• 分析WKB解周围的量子涨落，揭示二维平动对称性的自发破缺。
• 推导出由对称性破缺产生的类似声子的模式，并研究其在重叠ladder之间相互作用中的作用。

实验结果

研究问题

• RQ1 在接近黑洞盘极限的小-x区域，pQCD ladder 作为准粒子如何行为？
• RQ2 何种有效场论可描述接近单位性极限时多条重叠ladder的集体行为？
• RQ3 运动方程的WKB类经典解如何导致色膨胀和ladder凝结？
• RQ4 量子涨落如何在破缺平动对称性中起作用并产生类似声子的激发态？
• RQ5 由重叠ladder形成的宏观色网络如何影响双标度硬过程？

主要发现

• 通过WKB近似导出的类经典解在αs下是非微扰的，描述了色膨胀和ladder的凝结。
• WKB解周围的量子涨落导致二维平动对称性的自发破缺。
• 对称性破缺产生无能隙的“声子”样模式，作为规范对称性破缺的Goldstone模式。
• 重叠ladder之间的相互作用生成占据扩展相空间的宏观纵向色网络。
• 有效场论框架成功通过αs的微小性捕捉了ladder之间相互作用的层次结构。
• 该模型表明新QCD现象可能在双标度硬过程中被探测到，具有实验可检验性。