[论文解读] Screening of hot gluon.: Lattice study of gluon screening masses

Atsushi Nakamura, Irina Pushkina+2 more|arXiv (Cornell University)|Nov 28, 2002

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions参考文献 36被引用 3

一句话总结

该在冻结SU(3)近似下的格点QCD研究从T = Tc到6Tc计算了胶子的电和磁屏蔽质量。结果表明，该范围内磁质量保持有限，而电质量与硬热场（HTL）重求和结果具有良好一致性，显著优于一阶微扰论，且两种质量对规范参数的依赖性都很弱。

ABSTRACT

We calculate electric and magnetic masses of gluons between T = Tc and 6Tc using lattice QCD (quantum chromodynamics) in the quench approximation for color SU(3). We find that magnetic mass has finite values in this region, and the temperature dependence of the electric mass is consistent with that determined using the hard-thermal-loop perturbation. The hard-thermal-loop resummation improves significantly the magnitude of the electric mass comparing to the leading order perturbation. Both screening masses have little gauge parameter dependence. We are expecting relativistic heavy-ion collisions to soon yield evidence of a quark-gluon plasma (QGP), by creating sufficiently high temperature to bring the system into the deconfining phase. This new form of matter is a prediction of QCD and will be studied for the first time in the laboratory. One of the most urgent theoretical tasks is to investigate the characteristics of gluons, the component of QGP that controls the force, at a finite temperature based on QCD. If we can calculate these features in a reliable manner, phenomenological observations, such as the jet quenching, may be analysed based on these knowledges. There has been essential progress in the perturbative method of treating hot QCD. Using the hard-thermal-loop resummation technique[1], we can now handle plasma effects of gauge theories. The correct magnitude of the free energy from lattice QCD was reproduced by such a calculation[2, 3]. Fundamental quantities of the hot gluon plasma have been studied perturbatively. Electric mass is given by the lowest perturbative calculation as me,0 =

研究动机与目标

• 使用格点模拟在有限温度下计算QCD禁闭相中的胶子屏蔽质量。
• 评估在冻结近似下电和磁屏蔽质量的可靠性及其温度依赖性。
• 将格点结果与微扰理论预测（特别是硬热场HTL重求和）进行比较，以评估其准确性。
• 检查屏蔽质量对规范固定参数的依赖性，以检验结果的稳健性。
• 为理解重离子碰撞现象学中夸克-胶子等离子体中的胶子相互作用提供基础。

提出的方法

• 在T = Tc到6Tc的温度范围内，采用冻结格点QCD与SU(3)规范理论。
• 通过欧氏时间域中胶子两点关联函数的分析计算屏蔽质量。
• 使用硬热场（HTL）重求和技术作为与之比较的微扰基准。
• 从关联函数的长程行为评估电和磁质量的温度依赖性。
• 通过在朗道规范下改变规范固定参数，评估规范参数独立性。
• 应用标准格点技术，包括有限温度场论和改进的规范作用项。

实验结果

研究问题

• RQ1 在T = Tc到6Tc的温度范围内，胶子的电和磁屏蔽质量如何随温度演化？
• RQ2 与格点QCD结果相比，硬热场（HTL）重求和技术在描述电屏蔽质量方面有多准确？
• RQ3 屏蔽质量对规范固定参数的依赖性如何？这是否表明结果具有稳健性？
• RQ4 在高温下，磁屏蔽质量是否保持有限，还是在禁闭相中趋于零？
• RQ5 在冻结近似下，格点QCD能否可靠地再现高温QCD中胶子屏蔽的定性和定量特征？

主要发现

• 从T = Tc到6Tc的整个温度范围内，磁屏蔽质量保持有限，表明磁模式具有非零有效质量。
• 电屏蔽质量的温度依赖性与硬热场（HTL）重求和结果在定量上具有良好一致性，验证了其在高温QCD中的适用性。
• 与一阶微扰论相比，HTL重求和显著提高了电屏蔽质量的量级，使其更接近格点结果。
• 电和磁屏蔽质量对规范固定参数的依赖性均很弱，表明结果在规范变化下具有稳健性。
• 格点结果支持使用基于HTL的有效理论来描述夸克-胶子等离子体中的胶子相互作用。
• 该研究为未来高温QCD中胶子动力学的研究提供了可靠的非微扰基准，尤其对喷射淬火及其他重离子可观测量具有重要意义。