Published January 27, 2022 | Version v1
Publication Open

Exploring smoking-gun signals of the Schwinger mechanism in QCD

  • 1. Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
  • 2. Universitat de València

Description

In Quantum Chromodynamics, the Schwinger mechanism endows the gluons with an effective mass through the dynamical formation of massless bound-state poles that are longitudinally coupled. The presence of these poles affects profoundly the infrared properties of the interaction vertices, inducing crucial modifications to their fundamental Ward identities. Within this general framework, we present a detailed derivation of the non-Abelian Ward identity obeyed by the pole-free part of the three-gluon vertex in the soft-gluon limit, and determine the smoking-gun displacement that the onset of the Schwinger mechanism produces to the standard result. Quite importantly, the quantity that describes this distinctive feature coincides formally with the bound-state wave function that controls the massless pole formation. Consequently, this signal may be computed in two independent ways: by solving an approximate version of the pertinent Bethe-Salpeter integral equation, or by appropriately combining the elements that enter in the aforementioned Ward identity. For the implementation of both methods we employ two- and three-point correlation functions obtained from recent lattice simulations, and a partial derivative of the ghost-gluon kernel, which is computed from the corresponding Schwinger-Dyson equation. Our analysis reveals an excellent coincidence between the results obtained through either method, providing a highly nontrivial self-consistency check for the entire approach. When compared to the null hypothesis, where the Schwinger mechanism is assumed to be inactive, the statistical significance of the resulting signal is estimated to be 3 standard deviations.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

في الديناميكا اللونية الكمومية، تمنح آلية شوينغر الغلونات كتلة فعالة من خلال التكوين الديناميكي لأقطاب الحالة المقيدة عديمة الكتلة المقترنة طوليًا. يؤثر وجود هذه الأقطاب بشكل عميق على خصائص الأشعة تحت الحمراء لرؤوس التفاعل، مما يؤدي إلى تعديلات حاسمة على هوياتها الأساسية في الجناح. ضمن هذا الإطار العام، نقدم اشتقاقًا مفصلاً لهوية الجناح غير الأبلي الذي يطيعه الجزء الخالي من القطب من قمة الغلوونات الثلاثة في حد الغلوونات اللينة، ونحدد إزاحة بندقية التدخين التي تنتجها بداية آلية شوينغر إلى النتيجة القياسية. والأهم من ذلك أن الكمية التي تصف هذه السمة المميزة تتزامن رسميًا مع وظيفة موجة الحالة المقيدة التي تتحكم في تكوين القطب عديم الكتلة. وبالتالي، يمكن حساب هذه الإشارة بطريقتين مستقلتين: عن طريق حل نسخة تقريبية من معادلة تكامل بيث- سالبيتر ذات الصلة، أو عن طريق الجمع بشكل مناسب بين العناصر التي تدخل في هوية الجناح المذكورة أعلاه. لتنفيذ كلتا الطريقتين، نستخدم دوال ارتباط ثنائية وثلاثية النقاط تم الحصول عليها من عمليات المحاكاة الشبكية الحديثة، ومشتق جزئي من نواة الشبح- الغلوون، والتي يتم حسابها من معادلة شوينجر- دايسون المقابلة. يكشف تحليلنا عن مصادفة ممتازة بين النتائج التي تم الحصول عليها من خلال أي من الطريقتين، مما يوفر فحصًا ذاتيًا غير بديهي للغاية للنهج بأكمله. عند مقارنتها بفرضية العدم، حيث يُفترض أن آلية شوينغر غير نشطة، تقدر الأهمية الإحصائية للإشارة الناتجة بـ 3 انحرافات معيارية.

Translated Description (French)

En Chromodynamique Quantique, le mécanisme de Schwinger dote les gluons d'une masse efficace grâce à la formation dynamique de pôles à états liés sans masse qui sont couplés longitudinalement. La présence de ces pôles affecte profondément les propriétés infrarouges des sommets d'interaction, induisant des modifications cruciales de leurs identités fondamentales de Ward. Dans ce cadre général, nous présentons une dérivation détaillée de l'identité de la paroisse non abélienne à laquelle obéit la partie sans pôle du sommet à trois gluons dans la limite du gluon mou, et déterminons le déplacement du pistolet à fumer que l'apparition du mécanisme de Schwinger produit au résultat standard. Assez important, la quantité qui décrit cette caractéristique distinctive coïncide formellement avec la fonction d'onde à l'état lié qui contrôle la formation polaire sans masse. Par conséquent, ce signal peut être calculé de deux manières indépendantes : en résolvant une version approximative de l'équation intégrale de Bethe-Salpeter pertinente, ou en combinant de manière appropriée les éléments qui entrent dans l'identité de Ward susmentionnée. Pour la mise en œuvre des deux méthodes, nous utilisons des fonctions de corrélation à deux et trois points obtenues à partir de simulations de réseau récentes, et une dérivée partielle du noyau de gluon fantôme, qui est calculée à partir de l'équation de Schwinger-Dyson correspondante. Notre analyse révèle une excellente coïncidence entre les résultats obtenus par l'une ou l'autre méthode, fournissant un contrôle d'autocohérence très non trivial pour l'ensemble de l'approche. Par rapport à l'hypothèse nulle, où le mécanisme de Schwinger est supposé inactif, la signification statistique du signal résultant est estimée à 3 écarts types.

Translated Description (Spanish)

En Cromodinámica Cuántica, el mecanismo de Schwinger dota a los gluones de una masa efectiva a través de la formación dinámica de polos de estado limitado sin masa que están acoplados longitudinalmente. La presencia de estos polos afecta profundamente las propiedades infrarrojas de los vértices de interacción, induciendo modificaciones cruciales en sus identidades fundamentales de Ward. Dentro de este marco general, presentamos una derivación detallada de la identidad de la sala no abeliana obedecida por la parte libre de polos del vértice de tres gluones en el límite de gluones blandos, y determinamos el desplazamiento de la pistola humeante que produce el inicio del mecanismo de Schwinger al resultado estándar. Es muy importante destacar que la cantidad que describe esta característica distintiva coincide formalmente con la función de onda de estado limitado que controla la formación de polos sin masa. En consecuencia, esta señal puede calcularse de dos maneras independientes: resolviendo una versión aproximada de la ecuación integral de Bethe-Salpeter pertinente, o combinando adecuadamente los elementos que entran en la mencionada identidad de Ward. Para la implementación de ambos métodos empleamos funciones de correlación de dos y tres puntos obtenidas a partir de simulaciones de celosía recientes, y una derivada parcial del núcleo de gluón fantasma, que se calcula a partir de la ecuación de Schwinger-Dyson correspondiente. Nuestro análisis revela una excelente coincidencia entre los resultados obtenidos a través de cualquiera de los métodos, proporcionando una verificación de autoconsistencia altamente no trivial para todo el enfoque. Cuando se compara con la hipótesis nula, donde se supone que el mecanismo de Schwinger está inactivo, la significación estadística de la señal resultante se estima en 3 desviaciones estándar.

Files

PhysRevD.105.014030.pdf

Files (2.1 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:1d84d0e53c949a4590b653beb6dff32c
2.1 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
استكشاف إشارات بندقية التدخين لآلية Schwinger في QCD
Translated title (French)
Exploration des signaux du mécanisme de Schwinger dans la QCD
Translated title (Spanish)
Explorar las señales de la pistola humeante del mecanismo de Schwinger en QCD

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3212855455
DOI
10.1103/physrevd.105.014030

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Brazil

References

  • https://openalex.org/W1490215614
  • https://openalex.org/W1497285868
  • https://openalex.org/W1532083445
  • https://openalex.org/W1555407906
  • https://openalex.org/W1612994854
  • https://openalex.org/W1955171795
  • https://openalex.org/W1965387212
  • https://openalex.org/W1965610756
  • https://openalex.org/W1968137440
  • https://openalex.org/W1969230123
  • https://openalex.org/W1971631066
  • https://openalex.org/W1972918262
  • https://openalex.org/W1974512611
  • https://openalex.org/W1976017456
  • https://openalex.org/W1978996845
  • https://openalex.org/W1980245727
  • https://openalex.org/W1984388206
  • https://openalex.org/W1984825036
  • https://openalex.org/W1987597024
  • https://openalex.org/W1989302161
  • https://openalex.org/W1990757950
  • https://openalex.org/W1991798102
  • https://openalex.org/W1993035834
  • https://openalex.org/W1994900137
  • https://openalex.org/W1995731268
  • https://openalex.org/W1997342870
  • https://openalex.org/W1998701893
  • https://openalex.org/W1999075693
  • https://openalex.org/W1999359203
  • https://openalex.org/W2000529854
  • https://openalex.org/W2000893959
  • https://openalex.org/W2004942661
  • https://openalex.org/W2005264105
  • https://openalex.org/W2006267493
  • https://openalex.org/W2010159301
  • https://openalex.org/W2012728593
  • https://openalex.org/W2015044508
  • https://openalex.org/W2016939318
  • https://openalex.org/W2017439464
  • https://openalex.org/W2018062367
  • https://openalex.org/W2019898147
  • https://openalex.org/W2021576280
  • https://openalex.org/W2025993179
  • https://openalex.org/W2026382355
  • https://openalex.org/W2026721748
  • https://openalex.org/W2031641114
  • https://openalex.org/W2032159452
  • https://openalex.org/W2034127765
  • https://openalex.org/W2036339866
  • https://openalex.org/W2041393305
  • https://openalex.org/W2043176497
  • https://openalex.org/W2045163697
  • https://openalex.org/W2047702795
  • https://openalex.org/W2048652388
  • https://openalex.org/W2051091857
  • https://openalex.org/W2051789635
  • https://openalex.org/W2055892339
  • https://openalex.org/W2067818265
  • https://openalex.org/W2071080190
  • https://openalex.org/W2072123386
  • https://openalex.org/W2076345023
  • https://openalex.org/W2079808153
  • https://openalex.org/W2080500755
  • https://openalex.org/W2082750002
  • https://openalex.org/W2082777696
  • https://openalex.org/W2084784297
  • https://openalex.org/W2088293812
  • https://openalex.org/W2089488043
  • https://openalex.org/W2090689392
  • https://openalex.org/W2093100566
  • https://openalex.org/W2095951815
  • https://openalex.org/W2097343631
  • https://openalex.org/W2100056482
  • https://openalex.org/W2103265842
  • https://openalex.org/W2106653566
  • https://openalex.org/W2116840860
  • https://openalex.org/W2118941578
  • https://openalex.org/W2119908150
  • https://openalex.org/W2121580548
  • https://openalex.org/W2127192808
  • https://openalex.org/W2128276005
  • https://openalex.org/W2132818485
  • https://openalex.org/W2139303140
  • https://openalex.org/W2140609344
  • https://openalex.org/W2141973164
  • https://openalex.org/W2157932066
  • https://openalex.org/W2158726560
  • https://openalex.org/W2165326481
  • https://openalex.org/W2167983535
  • https://openalex.org/W2170279816
  • https://openalex.org/W2177891701
  • https://openalex.org/W2187004754
  • https://openalex.org/W2212211680
  • https://openalex.org/W2223701637
  • https://openalex.org/W2297858039
  • https://openalex.org/W2325816418
  • https://openalex.org/W2345178003
  • https://openalex.org/W2346666296
  • https://openalex.org/W2470904426
  • https://openalex.org/W2473824507
  • https://openalex.org/W2475029022
  • https://openalex.org/W2553561552
  • https://openalex.org/W2583899485
  • https://openalex.org/W2617514317
  • https://openalex.org/W2624720535
  • https://openalex.org/W2695371777
  • https://openalex.org/W2727670183
  • https://openalex.org/W2737181389
  • https://openalex.org/W2756134697
  • https://openalex.org/W2760054043
  • https://openalex.org/W2767036532
  • https://openalex.org/W2795629793
  • https://openalex.org/W2838968476
  • https://openalex.org/W2891136275
  • https://openalex.org/W2896581475
  • https://openalex.org/W2901512098
  • https://openalex.org/W2918404897
  • https://openalex.org/W2949156082
  • https://openalex.org/W2950432676
  • https://openalex.org/W2963019744
  • https://openalex.org/W2963697154
  • https://openalex.org/W2985952641
  • https://openalex.org/W3008791291
  • https://openalex.org/W3022614749
  • https://openalex.org/W3034980238
  • https://openalex.org/W3037889948
  • https://openalex.org/W3089167432
  • https://openalex.org/W3094483060
  • https://openalex.org/W3098158396
  • https://openalex.org/W3098174716
  • https://openalex.org/W3098770062
  • https://openalex.org/W3099176214
  • https://openalex.org/W3100086809
  • https://openalex.org/W3100576434
  • https://openalex.org/W3100809825
  • https://openalex.org/W3100851294
  • https://openalex.org/W3101028313
  • https://openalex.org/W3102047590
  • https://openalex.org/W3103813842
  • https://openalex.org/W3105049322
  • https://openalex.org/W3105903783
  • https://openalex.org/W3106515042
  • https://openalex.org/W3122659222
  • https://openalex.org/W3128576581
  • https://openalex.org/W3129599554
  • https://openalex.org/W3134986238
  • https://openalex.org/W3164813052
  • https://openalex.org/W3179921257
  • https://openalex.org/W3206963894
  • https://openalex.org/W4200138587