Chiral separation effect catalyzed by heavy impurities

重い不純物によるカイラル分離効果の増強

末永 大輝*; 荒木 康史   ; 鈴木 渓   ; 安井 繁宏*

Suenaga, Daiki*; Araki, Yasufumi; Suzuki, Kei; Yasui, Shigehiro*

本論文ではクォーク物質中のカイラル分離効果に対して、近藤効果、すなわち重い不純物による非摂動的効果が与える影響を議論する。カイラル分離効果は、相対論的フェルミオンが磁場下でカイラリティ依存のカレント(軸性カレント)を示す現象であり、クォーク物質等の相対論的フェルミオンに特徴的な現象である。本研究では、軽いクォークと重いクォークによって構成される近藤凝縮を含む有効模型に基づき、静的および動的な磁場下での軸性カレントの応答関数を評価した。その結果、磁場が静的・動的どちらの場合も、近藤効果によりカイラル分離効果は増強されることが示された。特に動的な磁場下では、カイラル分離効果は約3倍に増強されることを明らかにした。以上の効果により、クォーク物質中に不純物として含まれる重いクォークは、磁場下での軽いクォークのカレントに対して重要な役割を果たすことが示唆される。

We investigate the influence of the Kondo effect, namely, the nonperturbative effect induced by heavy impurities, on the chiral separation effect (CSE) in quark matter. We employ a simple effective model incorporating the Kondo condensate made of a light quark and a heavy quark, and compute the response function of the axial current to the magnetic field in the static and dynamical limits. As a result, we find that the Kondo effect catalyzes the CSE in both of the limits, and in particular the CSE in the dynamical limit can be enhanced by a factor of approximately 3. Our findings clearly show that the presence of heavy impurities in quark matter can play an important role in the transport phenomena of light quarks induced by a magnetic field.