Dominance of gluonic scale anomaly in confining pressure inside nucleon and D-term

核子内部の圧力とD-termのグルーオニックスケールアノマリー支配

藤井 大輔; 川口 眞実也*; 田中 満*

Fujii, Daisuke; Kawaguchi, Mamiya*; Tanaka, Mitsuru*

我々は、スカーミオンを用いたスケール不変カイラル摂動理論に基づく枠組みにおいて、核子内部の閉じ込め圧力と、それに関連する重力形状因子であるD項を調査する。このアプローチでは、核子は量子化されたソリトンとして現れ、スケール対称性の破れは、低エネルギー定理に従ってスカラーメソン場をスケール異常に結合させることで効果的に取り入れられる。基礎理論であるQCDとの対応付けを通じて、スケール対称性の明示的および異常による破れは、それぞれパイオン質量とスカラーメソン質量を通じて記述される。核子のエネルギー運動量テンソルを分解することで、スケール異常の各成分が内部圧力にどう寄与するかを明らかにする。その結果、グルーオンによるスケール異常が閉じ込め圧力を支配していることが示される。従来のカイラル摂動理論のカイラル極限での結果と比較して、本研究の全体的な圧力分布はラティスQCDの結果とより良く一致している。さらに、グルーオン異常による圧力は広い空間領域にわたって分布しており、D項への顕著な寄与をもたらす。

We investigate the confining pressure inside the nucleon and the associated gravitational form factor, known as the D-term, within a skyrmion based on the scale-invariant chiral perturbation theory. In this approach, the effects of scale symmetry breaking are incorporated through the coupling of a scalar meson field to the scale anomaly, following the low-energy theorem. Utilizing the decomposition of the nucleon's energy-momentum tensor, we clarify how the scale anomaly components contribute to the internal pressure. Our analysis reveals that the gluon-induced scale anomaly predominantly governs the confining pressure. Compared to the result in the chiral limit of conventional chiral perturbation theory, this approach yields a total pressure profile more consistent with lattice QCD data. Furthermore, the pressure due to the gluonic anomaly extends over a wide spatial region, leading to a significant contribution to the D-term.