S.Gongyo(KyotoUniv.) T.Iritani, H.Suganuma( Kyoto.U...

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格子QCDによる非摂動現象に寄与する グルーオン成分の研究 S.Gongyo(Kyoto Univ.) T.Iritani, H.Suganuma (Kyoto.U) at summer school 17 August 2011

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 格子QCDによる非摂動現象に寄与する  グルーオン成分の研究�

S.Gongyo(Kyoto  Univ.)  T.Iritani,  H.Suganuma  (Kyoto.U)  

 at  summer  school  

17  August  2011�

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Quantum  Chromodynamics  (QCD)�

•  Fundamental  theory  of  strong  interacHon  •  Formulated  in  terms  of  Quarks  and  Gluons  

:coupling  constant�

Non-­‐Abelian �A  variety  of  Phenomena�

:Gluon  Field�:Quark  Field �

⇓�

1/16�

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Color  Confinement  Chiral  Sym.  Breaking  

・  ・  ・�

PerturbaHve  QCD �

From:  ParHcle  Data  Group �

Strong  Coupling�Weak  Coupling�

Non-­‐perturbaHve  phenomena  for  QCD �

•  Color  Confinement  ⇒ FormaHon  of  hadrons  

•   χ-­‐SSB ⇒ hadron  mass  2/16�

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Our  QuesHons  How  is  the  relaHon  between  these  phenomena?  

color confinement χ-SSB

~MeV ~300MeV quark anti quark

?

3/16�

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The  relaHon  between  χ-­‐SSB  and  Confinement  

Finite  temperature  QCD  

Polyakov  Loop  <L>  

F.Karsch,  Lect.  Notes  Phys.  (2002)  

Quark  condensate  <qq>    

4/16�

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The  relaHon  between  χ-­‐SSB  and  Confinement  

Finite  temperature  QCD  

Polyakov  Loop  <L>  

F.Karsch,  Lect.  Notes  Phys.  (2002)  

Quark  condensate  <qq>    

相転移温度の一致  閉じ込めとカイラル対称性  

の破れの関連性を示唆   5/16�

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Formalism  of  Gauge-­‐Invariant  Relevant  Gluon  Component  Determina?on  

                                                                                                           S.G,  Iritani,  Suganuma �

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LaAce  QCD �

•  Only  approach  to  analyze  Non-­‐perturbaHve  phenomena    

         from  QCD  

ConHnuum � La^ce�discreHze�

⇐ StaHsHcal  mechanics�

Monte  Carlo  simulaHon �7/16�

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How  is  Formalism? �

La^ce  Dirac  Operator  

Eigenvalue,  Eigenstate  

i.e.  EigenfuncHon  

STEP1.    Evaluate  EigenfuncHons  of   �

La^ce  QCD  �

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How  is  Formalism? �

La^ce  Dirac  Operator  

La^ce  QCD  �

Eigenvalue,  Eigenstate  

i.e.  EigenfuncHon  

STEP1.    Evaluate  EigenfuncHons  of   �

Gauge  Trans.  

9/16�

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La^ce  QCD  �

is  Calculated!  

STEP2.    Calculate�

Calculated  by  Step  1  Obtained  by  

Monte  Carlo  simulaHon  

⇒  

Gauge  Trans.  

 is  Invariant!  ⇒  (without  phase)  

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La^ce  QCD  �

STEP3.    Project  with �

 Projected!  

Limit    the  number�

R

T �

Wilson  loop�

Gauge  Invariant!  

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Three  merits  for  Gauge-­‐Invariant  relevant  Gluon  Component  in  terms  of  Dirac  eigen-­‐modes �

•   Determine  the  Gauge-­‐Invariant  Gluon  Component  •   InvesHgate  the  relaHon  between  confinement      and  χ-­‐SSB  via  Banks-­‐Casher  relaHon,  

•   InvesHgate  the  relaHon  between  confinement      and  Topological  charge  via  AHyah-­‐Singer  Index  theorem,  

:Right,Lee  handed  zero  mode�

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0 20 40 60 80 100 120 140 0 0.5 1 1.5 2 2.5ρ (λ)λ [a-1]KS spectrum : 64 lattice β = 5.6 total 1944 levels for λ > 0200400550600200

λ[a-­‐1]  

ρ[λ]  

Numerical  result    –  potenHal  –�

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0 20 40 60 80 100 120 140 0 0.5 1 1.5 2 2.5ρ (λ)λ [a-1]200400550600200

Numerical  result    –  potenHal  –�

ρ[λ]  

λ[a-­‐1]  

Cut   �Reduced

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0 20 40 60 80 100 120 140 0 0.5 1 1.5 2 2.5ρ (λ)λ [a-1]200400550600200

0.5 1 1.5 0 1 2 3Veff (R, T = 2) [a-1]R [a]λmax = 2.5, λmin = 0.5 [a-1]: 64 lattice 10confsno cut

Numerical  result    –  potenHal  –�

V[a-­‐1]  

Almost  unchanged �

R[a]  

ρ[λ]  

λ[a-­‐1]  

Cut   �Reduced

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Summary  and  Future  work�

•  We  formulate  the  method  to  extract  Relevant  Gauge-­‐Invariant  Gluon  Component  for  QCD  

•  Confinement  and  χ-­‐SSB    are  not  related  directly  through  Dirac  eigen-­‐modes.  (preliminary)    

Summary�

Future  work�•  We  study  the  relaHon  between  confinement  and  χ-­‐SSB  or  topological  charge  (la^ce  spacing,  dynamical  quark,  finite  temperature,  etc)  

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