[论文解读] Quarkonium spectral functions with complex potential

Chuan Miao, Á. Mócsy+1 more|arXiv (Cornell University)|Dec 20, 2010

High-Energy Particle Collisions Research被引用 15

一句话总结

本文使用带有复数势的势模型研究夸克胶子等离子体中的夸克偶素谱函数，其中实部由格点QCD数据约束，虚部由微扰计算确定。结果表明，虚部显著加速了夸克偶素态的熔化过程，J/ψ在245 MeV以上熔化，Υ(1S)在450 MeV以上熔化，凸显了介质中耗散在谱函数中的关键作用。

ABSTRACT

We study quarkonium spectral functions at high temperatures using potential model with complex potential. The real part of the potential is constrained by the lattice QCD data on static quark anti-quark correlation functions, while the imaginary part of the potential is taken from perturbative calculations. We find that the imaginary part of the potential has significant effect on quarkonium spectral functions, in particular, it leas to the dissolution of the 1S charmonium and excited bottomonium states at temperatures about 250 MeV and melting of the ground state bottomonium at temperatures slightly above 450 MeV.

研究动机与目标

• 研究介质诱导的夸克偶素势中虚部对高温下谱函数的影响。
• 评估在欧几里得时间域中，引入复数势是否能改善与格点QCD关联函数的一致性。
• 在考虑真实介质效应的前提下，确定夸克偶素态存活的温度依赖性，特别是粲偶素和底偶素。
• 考察势模型在谱函数未与微扰形式匹配时，描述基态底偶素关联函数的局限性。

提出的方法

• 势的实部由静态夸克-反夸克关联函数的格点QCD数据导出，采用最大结合势模型。
• 虚部取自Laine等人（2006年）推导的硬热圈近似下的微扰计算结果。
• 在pNRQCD启发的框架内，使用复数势数值计算夸克偶素谱函数。
• 通过逆拉普拉斯变换，从谱函数重建欧几里得时间关联函数，且在高能区域不与微扰形式匹配。
• 评估计算关联函数与重建关联函数的比值G(τ,T)/G_rec(τ,T)，以检验与格点数据的一致性。
• 分析聚焦于粲偶素（J/ψ）和底偶素（Υ(1S)）态，特别关注激发的P波态。

实验结果

研究问题

• RQ1 在势中引入虚部如何影响夸克胶子等离子体中夸克偶素态的谱函数？
• RQ2 当通过复数势建模介质效应时，J/ψ和Υ(1S)态在何种温度下发生熔化？
• RQ3 为何在包含虚部时，底偶素通道中G(τ,T)/G_rec(τ,T)的比值偏离1，尽管格点数据表明其接近1？
• RQ4 在不进行高能匹配的情况下，复数势模型在多大程度上能再现格点QCD关联函数？

主要发现

• 势的虚部导致J/ψ峰在温度高于245 MeV时消失，表明其在夸克胶子等离子体中迅速熔化。
• Υ(1S)基态底偶素峰在温度略高于450 MeV时消失，与顺序熔化模式一致。
• 包含虚势后，尽管比值仍接近1，但粲偶素的G(τ,T)/G_rec(τ,T)明显降低，表明介质诱导的展宽与阻尼。
• 对于底偶素，当包含虚部时，该比值显著偏离1，表明在不进行高能匹配的情况下，势模型无法准确再现格点关联函数。
• 能量高于9.7 GeV的激发底偶素态对欧几里得关联函数影响极小，表明其熔化不会显著改变有限温度下的关联函数。
• 研究结论认为，虚势中编码的耗散效应对于正确描述QGP中夸克偶素谱函数及解离过程至关重要。