[论文解读] The theory of the Polyakov line interaction

R. A. Abramchuk, Z. V. Khaidukov+1 more|arXiv (Cornell University)|Dec 5, 2018

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions参考文献 33被引用 3

一句话总结

本文采用非微扰场关联器方法，计算了在小夸克质量下2+1味QCD中的Polyakov线L(T)，其中唯一尺度为弦张力σ。通过重夸克-轻夸克介子质量，推导出120–400 MeV温度范围内的L(T)，结果表明L(T)随温度降低，与夸克凝聚量趋于零及σ(T)的变化一致，与近期格点计算数据高度吻合。

ABSTRACT

Nonperturbative method of Field Correlators is exploited to calculate the Polyakov line L(T) in the 2+1 flavor QCD with vanishingly small quark masses, when the only scale is given by the string tension {\sigma}. It is shown that the Polyakov line in the range 120MeV < T < 400 MeV can be expressed via the heavy-light meson mass. The latter is decreasing with T together with {\sigma}(T) as it is deduced from the gradually vanishing quark condensate. The resulting L(T) is in good agreement with the recent lattice data.

研究动机与目标

• 计算在夸克质量趋近于零的2+1味QCD中的Polyakov线L(T)。
• 理解当唯一相关尺度为弦张力σ时，L(T)的温度依赖行为。
• 将L(T)与随温度演化的重夸克-轻夸克介子质量联系起来。
• 将L(T)的行为与高温下弦张力σ(T)的减小及夸克凝聚量的消失联系起来。
• 通过非微扰场关联器方法，实现与近期格点QCD模拟结果的一致性。

提出的方法

• 采用非微扰场关联器方法描述长程QCD动力学。
• 依赖于在夸克质量趋于零的极限下，唯一尺度为弦张力σ的事实。
• 用随温度变化的重夸克-轻夸克介子质量表达Polyakov线L(T)。
• 通过夸克凝聚量随温度逐渐消失的机制，建模σ(T)的温度依赖性。
• 从重夸克-轻夸克介子质量与σ(T)的相互作用中推导出L(T)，假设具有普遍标度行为。
• 将所得L(T)与格点QCD数据进行比较，以验证理论框架。

实验结果

研究问题

• RQ1 当夸克质量可忽略且仅σ为尺度时，2+1味QCD中Polyakov线L(T)的行为如何？
• RQ2 Polyakov线与温度依赖的重夸克-轻夸克介子质量之间存在何种关系？
• RQ3 随着温度升高，夸克凝聚量的减小如何影响σ(T)和L(T)？
• RQ4 非微扰场关联器方法是否能再现120–400 MeV温度范围内格点QCD对L(T)的结果？
• RQ5 在无显式夸克质量尺度的情况下，L(T)的函数形式如何由重夸克-轻夸克介子质量和σ(T)导出？

主要发现

• 在120–400 MeV温度范围内，Polyakov线L(T)成功地用重夸克-轻夸克介子质量表达。
• 重夸克-轻夸克介子质量随温度升高而减小，与弦张力σ(T)的减小趋势一致。
• σ(T)的温度依赖性与高温下夸克凝聚量逐渐消失的机制相关联。
• 所得L(T)分布随温度平滑减小，与禁闭QCD物质中预期的行为一致。
• 在指定温度窗口内，L(T)的理论预测与近期格点QCD模拟结果高度吻合。
• 非微扰场关联器方法提供了一套无需显式依赖夸克质量的L(T)计算可行框架。