Gravitational form factors of the nucleon in the Skyrme model based on scale-invariant chiral perturbation theory

スケール不変カイラル摂動論に基づくスキルム模型における核子の重力形状因子

田中 満*; 藤井 大輔; 川口 眞実也*

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

本研究では、核子の重力形状因子、特に形状因子と、それに関連する応力分布および内部力構造に対するQCDスケール異常の影響を解析する。解析には、スケール対称なカイラル摂動理論に基づいて構築されたスカーミオン模型を用いる。この模型では、現在のクォーク質量の効果を担うパイオンと、グルーオンの量子的寄与を反映するスカラー中間子の両方を組み込んでいる点が特徴である。スカラー中間子の質量を変化させることで、スケール異常のグルーオン成分が核子の力学的性質にどのように影響するかを調べる。その結果、グルーオンに由来するスケール異常は、核子の安定性条件を満たすうえで本質的な役割を果たし、閉じ込め圧力の生成にも寄与することが示された。また、の運動量移動依存性も計算し、その振る舞いが格子QCDの結果とよく一致することを確認した。

We study the impact of the QCD scale anomaly on the gravitational form factors of the nucleon, focusing in particular on the form factor, the associated stress distribution, and internal force structure. Our analysis is based on a Skyrme model constructed within the framework of scale-invariant chiral perturbation theory. This model incorporates both the pion and a scalar meson, which represent the effects of the current quark mass and the gluonic quantum contributions to the scale anomaly, respectively. By varying the scalar meson mass, we investigate how the gluonic part of the scale anomaly affects the mechanical properties of the nucleon. We find that the gluonic contribution is essential for satisfying the stability conditions of the nucleon and generating the confining pressure. We also calculate the momentum-transfer dependence of , and the result shows good agreement with lattice QCD.