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What is chiral susceptibility probing?

カイラル感受率は何をプローブするか?

青木 慎也*; 青木 保道*; 深谷 英則*; 橋本 省二*; Rohrhofer, C.*; 鈴木 渓   

Aoki, Shinya*; Aoki, Yasumichi*; Fukaya, Hidenori*; Hashimoto, Shoji*; Rohrhofer, C.*; Suzuki, Kei

量子色力学(QCD)の黎明期においては、グルーオン場のトポロジカルな励起を通して軸性U(1)異常が$$SU(2)_Ltimes SU(2)_R$$カイラル対称性の破れのトリガーとなることが期待されていた。しかし、そのような効果を格子シミュレーションを用いて定量的に検証することは近年まで困難であった。本研究では、格子上でのカイラル対称性を厳密に保つフェルミオン定式化を用いて、QCDの高温領域の数値シミュレーションを行った。このシミュレーションでは、格子上のカイラル対称性が満たされていることにより、スカラーおよび擬スカラーチャネルの感受率の中から軸性U(1)対称性の破れに起因する寄与を分離することが可能となる。2フレーバーQCDにおける結果は、$$Tge 165$$ MeVの温度領域におけるカイラル感受率が、軸性U(1)対称性の破れによって支配されていることを示唆している。

In the early days of QCD, the axial $$U(1)$$ anomaly was considered as a trigger for the breaking of the $$SU(2)_Ltimes SU(2)_R$$ symmetry through topological excitations of gluon fields. However, it has been a challenge for lattice QCD to quantify the effect. In this work, we simulate QCD at high temperatures with chiral fermions. The exact chiral symmetry enables us to separate the contribution from the axial $$U(1)$$ breaking from others among the susceptibilities in the scalar and pseudoscalar channels. Our result in two-flavor QCD indicates that the chiral susceptibility, which is conventionally used as a probe for $$SU(2)_Ltimes SU(2)_R$$ breaking, is actually dominated by the axial $$U(1)$$ breaking at temperatures $$Tge 165$$ MeV.

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