Novel first-order phase transition and critical points on Yang-Mills theory in

上のヤン・ミルズ理論における新たな一次相転移と臨界点

北澤 正清*; 藤井 大輔; 岩中 章紘*; 末永 大輝*

Kitazawa, Masakiyo*; Fujii, Daisuke; Iwanaka, Akihiro*; Suenaga, Daiki*

本研究では、二方向をコンパクト化した時空 上で定式化されたヤン・ミルズ理論の熱的性質と相構造を調べる。ユークリッド時空での格子数値シミュレーションと有効模型の両方を用い、異方的な空間体積条件のもとで解析を行う。格子上での応力テンソルは、グラディエントフロー法により定義されるエネルギー運動量テンソルを通じて評価される。その結果、自由スカラー理論とは対照的に、明確な圧力異方性はコンパクト化方向の長さが十分に短い場合にのみ現れることが分かった。これに基づき、コンパクト化方向に沿った2つのポリヤコフループを動的変数として取り入れた有効模型を構築し、格子上の熱力学量を再現するよう調整した。この模型の解析から、新たな一次相転移が存在し、それが臨界点で終端することが示された。特に、2つのポリヤコフループの相互作用がこの相転移の発現に重要な役割を果たしていると考えられる。

We examine the thermal properties and phase transitions of Yang-Mills theory formulated on the spacetime manifold , where two spatial directions are compactified. Using both lattice simulations and an effective model, we study the theory in Euclidean space with anisotropic spatial volumes. Our lattice analysis reveals that significant pressure anisotropy appears only when the compactified spatial dimensions are sufficiently short, in contrast to free scalar theories. Based on these results, we construct an effective theory where two Polyakov loops associated with the compactified directions are treated as dynamical degrees of freedom. This model, tuned to match the lattice thermodynamics, predicts a novel first-order phase transition terminating at critical points. Our findings suggest that the coupling between the two Polyakov loops plays a key role in driving this transition.