格子QCD計算によるカラー閉じ込め機構及びクォークグルーオンプラズマの研究

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本年度はYang-Mills理論のカラー閉じ込め機構及びクォークグルーオンプラズマ(QGP)の解明に向けてクーロンゲージでのグルーオン伝搬関数及びエンタングルメントエントロピーを格子QCD計算で求めた。ゼロ温度での横波グルーオン伝搬関数を非等方格子で計算することで、等方格子に比べてスケーリングの破れが小さくなることを示した。さらに横波伝搬関数は赤外極限で抑制されており、位置空間の伝搬関数は2[fm]以上ではゼロになることを示した。これにグルーオンがハドロンのスケールを超えて伝搬できないことを示唆しており、グルーオンが閉じ込められていることを示している。さらに伝搬関数を有限温度で計算することで、横波グルーオンは非閉じ込め相でも赤外領域で抑制されていることを示した。これはQGPが閉じ込めから解放されたクオークやグルーオンからできているという従来の描像からは説明できない結果である。またこの結果はZwanzigerによって提案されていた「fundamental region gas」を支持するものであり、非閉じ込め相でもグルーオンの動力学は非摂動的であることを示唆している。またQCD真空の性質を明らかにするためにエンタングルメントエントロピーを格子QCD計算で求めた。その結果エンタングルメントエントロピーは系を2つに分けたときに一方の領域の大きさともに増大し、あるところから飽和することがわかった。これはQCD真空が有限の相関長をもっていることを示しており、ゲージ不変な相関長の存在を意味している。また有限温度でのエンタングルメントエントロピーは熱的エントロピーの寄与を含んでおり、その寄与を差し引くとゼロ温度の場合と同じ振る舞いをすることを示した。この結果は非閉じ込め相でも系が有限の相関長をもっていること、さらにその相関長が閉じ込め相でのものと変わらないことを示唆している。