Петли Вильсона, конфайнмент и соотношения киральной симметрии

Согласно моему ограниченному пониманию конфайнмента, я понимал его как феномен между фермионами калибровочной теории, такой как С U ( 3 ) калибровочная теория в пределе низких энергий (где константа связи становится бесконечной в некотором конечном масштабе энергии Λ л а н д а ты п о л е ), где сильное взаимодействие прямо увеличивается с расстоянием в отличие от электромагнитного U ( 1 ) Калибровочная теория.

Так вот, я не знал ни одного точного определения заключения, которое ясно показывает вышеприведенное утверждение. Прочитав несколько ссылок, я увидел несколько вариантов заключения, но до сих пор не могу понять точное математическое определение заключения и отношения между приведенными ниже утверждениями.

  1. Кварки не наблюдаются свободно в природе. Отсюда только цветовые синглетные сочетания д ¯ д и д д д допустимы комбинации. Это называется удержанием кварков. И говорят, что кварки деконфайнментированы, когда они больше не существуют в синглетных состояниях.

    д ф ( Икс ) "=" ( ψ р е д ф ( Икс ) ψ б л ты е ф ( Икс ) ψ г р е е н ф ( Икс ) )

    Вопрос: На основе экспериментальных данных мы постулируем: «Хорошо, давайте просто скажем, что кварки ограничены, тогда давайте решим, какие комбинации кварков допустимы, если мы выдвинем гипотезу о существовании нового цвета квантового числа».

    Далее, является ли заключение заявлением о цвете? Мне не хотелось бы так думать, но приведенное выше определение кажется очень специфичным для цвета.

  2. Теория является ограничивающей, если все состояния с конечной энергией инвариантны относительно глобального калибровочного преобразования. U ( 1 ) Калибровочная теория КЭД не является ограничивающей, потому что существуют состояния с конечной энергией (такие как состояние одиночного электрона), которые имеют ненулевой электрический заряд и, следовательно, изменяются на фазу при глобальном калибровочном преобразовании. (Из стр. 494 Средненицкого)

    Вопрос: Я не встречал энергетических состояний гамильтониана КЭД ни в одном из стандартных учебников пескина, средненицкого, зи и т. д. Поэтому я не знаю, как проверить эту симметрию в КЭД и КХД.

  3. Нарушение или восстановление киральной симметрии указывает на конфайнмент/деконфайнмент.

    Вопрос: Есть ли явный способ реализовать это? Я знаю киральную симметрию ψ ( Икс ) е я α γ 5 ψ ( Икс ) дает нам ток мю Дж мю "=" 2 я м ψ ¯ γ 5 ψ который сохраняется в киральном пределе м 0 . Как это заявление связано с заключением

  4. Вакуумное математическое ожидание (VEV) петли Вильсона может определить, демонстрирует ли калибровочная теория ограничение.

    Вопрос: На стр. 494 Средницкого есть вывод на 4 страницах, который показывает, что закон периметра связан с конфайнментом, но я не уверен, с какой стати нам может быть интересно взять VEV ​​петли Вильсона. Как это представляет физический интерес? (Я знаю, что петля Уилсона — интересный объект, который генерирует калибровочно-инвариантные объекты, но не уверен, помогает ли это в реализации VEV хорошим способом.)

Основной вопрос: Наконец, главный вопрос заключался в том, чтобы понять связь между каждым из вышеприведенных определений заключения и тем, какое утверждение подразумевает другое или эквивалентно другому. Если вы можете подкрепить свои аргументы точными выражениями или ссылками с расчетами того же самого, я был бы безмерно благодарен!

Ответы (1)

Конфайнмент не является точным, математически хорошо определенным понятием в теории безмассовых или легких фермионов (в фундаментальном представлении). Вот почему проблема премии тысячелетия сформулирована как проблема щели масс для чисто калибровочных теорий.

В чистой калибровочной теории закон площадей для петли Вильсона дает точное определение удержания. Физически петля Вильсона связана с потенциалом между тяжелой парой кварк-антикварк (в чисто калибровочной теории это просто внешние зонды). Это так, потому что пропагатор статического кварка — это всего лишь калибровочная связь. Закон площадей соответствует линейному потенциалу, который формализует физическую картину магнитной трубки с постоянной энергией на единицу длины.

Представление о том, что изолированный пробный заряд имеет бесконечную энергию, можно формализовать с помощью линии Полякова, калибровочной связи в евклидовом направлении времени. Идея в том, что п опыт ( Ф Вопрос Т ) , где Ф Вопрос - свободная энергия изолированного заряда. В закрытой фазе п "=" 0 , а в деконфайнментной фазе п 0 . п нетривиально преобразуется относительно центра калибровочной группы ( Z Н в случае С U ( Н ) ), поэтому деконфинемнет соответствует симметрии с нарушенным центром.

Между нарушением киральной симметрии и конфайнментом нет прямой связи. Ни то, ни другое не подразумевает другого, хотя в КХД, по-видимому, существует только один перекрестный фазовый переход, при котором происходят как деконфайнмент, так и киральное восстановление.

Наконец, что мы подразумеваем под конфайнментом в теории с легкими фермионами? В основном просто плавное продолжение явлений, наблюдаемых в пределе м д . Например, в КХД существует режим, в котором тяжелый кварк (скажем, с с ¯ ) потенциал линейный. Наличие легких кварков означает, что как Икс потенциал не линейный, а стремится к константе. Это называется «разрыв струны» и соответствует процессу с с ¯ ( с д ¯ ) + ( с ¯ д ) . Точно так же в КХД есть фазовый переход деконфайнмента, который превращается в резкий переход по мере того, как м д .

Спасибо за этот ответ. Не могли бы вы дать некоторое представление о вопросе 2, если вы знакомы с ним.
Это понятие довольно сложно формализовать. Самая известная попытка известна как критерий содержания под стражей Куго-Одзима, Academic.oup.com/ptp/article/60/6/1869/1846386 .
Вы также можете упомянуть о нарушении центральной симметрии.