用手征格点费米子研究低能强相互作用

Confinement and chiral symmetry and its spontaneous breaking are two important phenomena of strong interaction at low energy. Lattice QCD can study strong interaction by solving low energy QCD problems nonperturbatively. Domain wall fermions and overlap fermions are chiral fermions on the lattice by satisfying the Ginsparg-Wilson relation. Using 2+1-flaovr domain wall fermion configurations and overlap valence fermions, renormalization constants and quark chiral condensate, which is the order parameter of spontaneous chiral symmetry breaking, will be calculated. The interrelation between confinement and chiral symmetry breaking as well as diquark correlations will also be addressed.

低能强相互作用的两个重要现象为色禁闭和手征对称性及其自发破缺。格点QCD能非微扰地求解低能QCD问题，研究强相互作用。在格子上能保持手征对称性的格点费米子是满足Ginsparg-Wilson关系的手征格点费米子：畴壁费米子和重叠费米子。使用2+1味的畴壁费米子组态和使用重叠费米子作为价夸克，本项目将计算重整化常数，计算手征对称性自发破缺的序参量手征夸克凝聚，研究色禁闭和手征对称性破缺之间的关系，以及研究偶夸克关联等问题。

强相互作用的理论描述为量子色动力学（QCD），但QCD在低能标下无法微扰求解。项目使用格点QCD大规模数值模拟非微扰地求解QCD，从而研究低能强相互作用。项目使用在格子上能保持手征对称性的手征格点费米子（畴壁费米子和重叠费米子）进行了如下几方面的研究：（1）夸克双线性算符重正化常数的计算，并将结果应用于强子矩阵元的精确计算。这些算符包括标量、赝标量、矢量、轴矢量、张量以及扭度为2的算符。相应的重正化常数被用于质子质量分解的研究、矢量介子衰变常数的研究以及核子张量荷的研究。（2）计算手征对称性自发破缺的序参量：夸克手征凝聚。通过比较朗道规范下夸克传播子的数值结果和算符乘积展开给出的函数形式，得到夸克手征凝聚的三次方根等于 -304(15)(20)MeV。（3）研究偶夸克的性质，在朗道规范下计算不同量子数偶夸克的有效质量和质量差。对于上、下夸克组成的偶夸克有：标量偶夸克与夸克的质量差为304(17)MeV，轴矢量偶夸克与标量偶夸克的质量差为285(25)(45)MeV。对于上夸克和奇异夸克组成的偶夸克有：标量偶夸克与奇异夸克的质量差为321(12)(49)MeV，轴矢量偶夸克与标量偶夸克的质量差为180(18)(17)MeV。