Научная статья на тему 'Фермионные детерминанты векторной и киральной u(1) моделей SLAC-фермионы на двумерной решетке с регуляризацией по Паули - Вилларсу'

Фермионные детерминанты векторной и киральной u(1) моделей SLAC-фермионы на двумерной решетке с регуляризацией по Паули - Вилларсу Текст научной статьи по специальности «Физика»

CC BY
96
37
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Область наук

Аннотация научной статьи по физике, автор научной работы — Зверев Н. В.

Зверев Н.В. ФЕРМИОННЫЕ ДЕТЕРМИНАНТЫ ВЕКТОРНОЙ И КИРАЛЬНОЙ U(1) МОДЕЛЕЙ SLAC-ФЕРМИОНЫ НА ДВУМЕРНОЙ РЕШЕТКЕ С РЕГУЛЯРИЗАЦИЕЙ ПО ПАУЛИ ВИЛЛАРСУ. Исследованы фермионные детерминанты векторной и киральной U(1) моделей SLAC-фермионы на двумерной конечной решетке с регуляризацией по Паули Вилларсу вне рамок теории возмущений. Рассмотрен вопрос о согласии детерминантов этих моделей с детерминантами непрерывных теорий на торе.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Zverev N.V. FERMION DETERMINANTS OF THE VECTORIAL AND CHIRAL U(1) SLAC FERMION MODELS WITH THE PAULI VILLARS REGULARIZATION ON THE TWO-DIMENSIONAL LATTICE. The fermion determinants of the vectorial and chiral U(1) SLAC fermion models with the Pauli Villars regularization on the two-dimensional finite lattice are studied beyond the perturbation theory. The problem of an agreement of the determinants of these models with the determinants of the continuum toron models is investigated.

Текст научной работы на тему «Фермионные детерминанты векторной и киральной u(1) моделей SLAC-фермионы на двумерной решетке с регуляризацией по Паули - Вилларсу»

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ И ПРИКЛАДНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

пользовать при исследованиях математических моделей элементарных частиц методом решетки.

Автор выражает благодарность за плодотворные дискуссии доктору физ.-мат. наук И.Л. Боголюбскому, профессору И. Монтвею и кандидату физ.-мат. наук В.К. Митрюшкину. Особую благодарность автор выражает за полезные обсуждения и активную поддержку профессору М. Мюллеру-Пройскеру.

Библиогафический список

1. Кройц, М. Кварки, глюоны и решетки / М. Кройц. - М.: Мир, 1988.

2. Wilson K.G. Confinement of quarks // Phys. Rev. D. 1974. V 10. P. 2445-2459.

3. DeGrand T. and Toussaint D. Topological excitations and Monte Carlo simulation of Abelian gauge theory // Phys. Rev. D. 1980. V 22. P. 2478-2489.

4. Duane S., Kennedy A., Pendleton B. and Roweth D. Hybrid Monte Carlo // Phys. Lett. B. 1987. V 195. P. 216-222.

5. Gottlieb S., Liu W., Toussaint D., Renken R. and Sugar R. Hybrid molecular dynamics algorithms for the numerical simulation of quantum chromodynamics // Phys. Rev. D. 1987. V 35. P. 2531-2542.

6. Montvay I. An algorithm for gluinos on the lattice // Nucl. Phys. B. 1996. V 466. P. 259-284.

7. Montvay I. and Mbnster G. Quantum Fields on a Lattice. Cambridge: University Press, 1994.

8. DeGrand T. A conditioning technique for matrixinversion for Wilson fermions. // Comput. Phys. Commun. 1988. V. 52. P. 161-164.

9. Sokal A. Monte Carlo methods in statistical mechanics. Lectures at Cargese Summer School, 1996.

10. Gupta R., Kilcup G. and Sharpe S. Tuning the hybrid Monte Carlo algorithm // Phys. Rev. D. 1988. V 38. P. 12781287.

11. Montvay I. Quadratically optimized polynomials for fermion simulations // Comput. Phys. Commun. 1998. V 109. P. 144-160.

12. Kalkreuter T. and Simma H. An accelerated conjugate gradient algorithm to compute low lying eigenvalues: a study for the Dirac operator in SU(2) lattice QCD // Comput. Phys. Commun. 1996. V 93. P. 33-47.

13. Kennedy A. and Pendleton B. Cost of the generalised hybrid Monte Carlo algorithm for free field theory // Nucl. Phys. B. 2001. V 607. P. 456-510.

14. Bogolubsky I.L., Mitrjushkin V.K., Montvay I., Mbller-Preussker M. and Zverev N.V Performance studies of the two-step multiboson algorithm in compact lattice QED // Nucl. Phys. Proc. Suppl. 2002. V 106. P. 1052-1054.

ФЕРМИОННЫЕ ДЕТЕРМИНАНТЫ ВЕКТОРНОЙ И КИРАЛЬНОЙ U(1) МОДЕЛЕЙ SLAC-ФЕРМИОНЫ НА ДВУМЕРНОЙ РЕШЕТКЕ С РЕГУЛЯРИЗАЦИЕЙ ПО ПАУЛИ - ВИЛЛАРСУ

Н.В. ЗВЕРЕВ, доц. каф. физикиМГУЛ, канд. физ.-мат. наук

Модели фермионов на решетке предназначены для адекватного описания разных фермионных частиц вне рамок теории возмущений. Однако прямой переход от непрерывных моделей к моделям на решетке приводит, в полном соответствии с «no-go» теоремой [3], к неверному описанию свойств фермионов. В частности, модели по К. Вильсону [4] для фермионов с нулевой массой не являются инвариантными относительно киральных преобразований, что приводит к несогласию определенных выражений для решеточных диаграмм с выражениями непрерывных теорий.

С. Дрелл и др. [5] предложили модели SLAC-фермионы на решетке. Достоинством этих моделей является их инвариантность относительно киральных преобразований. Однако данные модели не являются локальными и поэтому не согласуются с непрерывными теориями [6, 7].

Для преодоления этого недостатка моделей SLAC-фермионы и на бесконечной решетке и достижения их согласия с непрерывными моделями в рамках теории возмущений А. Славнов

[8] предложил способ их улучшения путем регу-

ляризации по Паули - Вилларсу. Эта регуляризация состоит во введении в действие моделей на бесконечной решетке вспомогательных полей Паули - Вилларса. Такие нефизические поля устраняются в пределе нулевого шага решетки. Однако модели SLAC-фермионы с такой регуляризацией на конечной решетке и вне рамок теории возмущений исследованы не были.

Целью данной работы являются исследование фермионных детерминантов векторной и киральной U(1) моделей SLAC-фермионы на двумерной конечной решетке с регуляризацией по Паули - Вилларсу вне рамок теории возмущений и выяснение вопроса о согласии этих решеточных регуляризованных детерминантов с детерминантами непрерывных теорий в однородном и неоднородном внешних калибровочных полях.

Выбор фермионных детерминантов, калибровочной группы U(1) (абелевой группы), однородного и неоднородного калибровочных полей и двумерной решетки вызван тем, что:

(1) фермионный детерминант является производящим функционалом для однопетлевых

122

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2007

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ И ПРИКЛАДНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

фермионных корреляционных функций и в наибольшей степени характеризует модель;

(2) непрерывные двумерные абелевы модели фермионов имеют точные решения вне рамок теории возмущений [9, 10], с которыми можно будет сравнить полученные ниже решеточные выражения;

(3) численные расчеты при указанных детерминанте, группе, калибровочных полях и решетке являются достаточно точными и реальными по продолжительности.

1. Векторная модель SLAC-фермионы в однородном поле 1.1. Действие и детерминант без регуляризации

Исследуем сначала векторную U(1) модель SLAC-фермионы на двумерной конечной решетке без регуляризации по Паули - Вилларсу. Действие этой модели имеет следующий вид [1, 5]

SVS = Z V-Y,D (* - y)PexP

* Z 4.

V у . (1)

Здесь суммирование выполняется по узлам двумерной решетки х и у с целочисленными координатами

х , у = -N/2+1, -N/2+2, .... N/2, а также по направлению ц = 1,2; N - четное число узлов решетки вдоль каждого направления; шаг решетки выбран a = 1; ух - физическое фермионное поле с массой т0 = 0, удовлетворяющее антипериодическим граничным условиям [11]

V

х± N ц

= -vx , Д = 1,2;

где уц - эрмитовы матрицы Дирака размером 2 х 2 в двумерном пространстве;

£ц(х) - фермионная решеточная SLAC-производная в координатном пространстве

D (х) = —- х N

N/2 I 2_* 2

Z К(p) exP 1^7 Z(Рц -12)^

N

(2)

Ц=1

где P (p) - фермионная решеточная SLAC-произ-

Д 41

водная в импульсном пространстве:

2п

Рц (Р) = N (Рц- mN -1/2); - N/2 +1 < рц < N/2; т = 0, ±1, ±2, ... .

В (2) суммирование выполняется по целочисленным компонентам импульса p = -N/2+1, -N/2+2, ..., N/2; ц = 1,2. В формуле (1) P-экспонентой обозначена величина

У

X, у ,Д

z —х д д

х

Д

PexP

* Z 4

U U

х,Д

х+Д,Д

1, х = у ,

’ д 7 д ’

— U

N

N

у-д,д

, х < у < х +--------, у < х--------,

’ц ц 2 ’Хц ц 2

. . . N N

U . —U . U ,х-------------< у < х , у > х + —,

У,Д’Д о ^ц ц’^ц ц О х-ц,ц у+ц,ц 2 2

ГГ N N

■■U л , у = х +-----, у = х------.

’^Д Д л ’ •'Д Д л

х+Ц,Ц у-Ц, Д 2 2

Re U U

х,

Здесь U - U(1) (абелево) калибровочное

поле на решетке

^ц =

где Ахц - вещественный потенциал калибровочного поля.

Данное поле удовлетворяет периодическим граничным условиям

U „ = U , v = 1,2.

х ± N у,ц

х,ц ’

Действие модели SLAC-фермионы (1), в отличие от действия модели по К. Вильсону [4], инвариантно относительно глобальных киральных калибровочных преобразований, но нелокально.

Исследуем фермионный детерминант этой векторной U(1) модели SLAC-фермионы во внешнем однородном калибровочном поле. Потенциал данного поля [11], имеет вид

А = ^

х,ц n ц

(3)

где h - вещественные значения, не зависящие от узлов решетки х; ц = 1,2.

Подставляя (3) в действие (1), переходя в импульсное пространство (т.е. выполняя преобразование Фурье) и используя представление матриц Дирака в виде

(0 1 ^ (0 -* ^

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Y1 =

11 0)

Y 2 =

0

получим следующее выражение для фермионного детерминанта в однородном внешнем калибровочном поле, нормированное на 1 при h1 = h2 = 0

D [h] = fr B2(Р, h) (4)

DVS[h] Ц R2y m . (4)

p=-N/2+1 B (p, 0)

Здесь произведение выполнено по всем импульсам Р с целочисленными компонентами p = -N/2+1, -N/2+2, ., N/2; ц = 1,2;

B 2( p, h) = Z B2( p, h);

ц=1

где B^p,h) - ковариантная фермионная решеточная SLAC-производная в импульсном пространстве

у

Z —X

д д

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2007

123

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ И ПРИКЛАДНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

B (P, h)

N I (-1)

• 2 п

sin —

z+1 N

(p - h - - )z

\f M M 2 /

. (5)

z=-N/2+1 z ^0

sin

N/2

Данная ковариантная производная при h = 0 равна B (p,0) = P (p). Зависимость B (p,h)/2n от (p -hm-1/2)/N, рассчитанная согласно (5), представлена на рис. 1. Эта зависимость на конечной решетке является пилообразной с периодом, равным 1. Но, в отличие от фермионной SLAC-производной на бесконечной решетке [5], она является непрерывной, осциллирует вблизи значений (pM-h m-1/2)/N = ±1/2, и при этих значениях величины (p -h -1/2)/N производная B (p,h) = 0.

Значения фермионного детерминанта на решетке (4) сравним в пределе N ^ да со значениями детерминанта непрерывной векторной U(1) модели на двумерном торе. Выражение для непрерывного детерминанта Dvc[h] [10, 11] имеет вид

Dvc[h] = e~2^ П|F[n, h]F[n, -h]|2, (6)

n=1

где

F[n, h] =

-2n(n-1/2)+2ni(h +h )

1 + e 12

1 + e-2 n (n-1/2)

Решеточный и непрерывный детерминанты (4) и (6) удовлетворяют следующим свойствам симметрии и периодичности:

D[hph2] = D[h2,h1] = D[-h1,h2] = D[h1+n1,h2+n2], (7) где n1, n2 = 0, ±1, ±2,....

Поэтому достаточно рассмотреть значения детерминантов для полей h в диапазоне 0 < hM < 1/2; m = 1,2.

Численные расчеты решеточного DFS[h] и непрерывного на торе Dvc[h] фермионных детерминантов по формулам (4) и (6) показали, что эти детерминанты не согласуются, т.е. значения DFS[h] при N ^ да не переходят в Dvc[h].

Покажем такое несогласие на выражениях однопетлевых диаграмм взаимодействий. Для этого исследуем зависимости от N решеточных выражений диаграмм при импульсе однородного калибровочного поля k = 0: поляризационного оператора ПД0) для диаграммы второго порядка и выражения Гга(0) для диаграммы с четырьмя внешними линиями. Данные выражения имеют следующий вид

Пга (0)

С,(0)

д2

~~2ln Dvs [h] dh

д4

■дТln DVS[h]

dh

h=0

h=0

(8)

Рис. 1. Зависимость ковариантной фермионной SLAC-производной BM(p,h)/2n от (p -hM-1/2)/N [10]: 1 - N = 16; 2 - N = 160Ц

Рис. 2. Значения Пга(0) и Г Д0) диаграмм векторной модели SLAC-фермионы на решетке в зависимости от N в однородном поле с импульсом k = 0 [10]: 1 - ДД) по (9); 2 - ГшД0).

Эти решеточные зависимости сравним с соответствующими непрерывными значениями на торе.

Подставляя формулу (4) в (8), получим зависимость ПД0) на решетке от числа узлов N

( в,(p, 0)B'(p,0) Y

Пга (0) = I

-2

4

B 2( p,0)

B'2(p,0) + Bl(p, 0)B"(p,0)

(9)

B 2( p,0)

где B1(p,h) и B2(p,h) определены по (5) и в (4), соответственно; символ ‘ обозначает производную по h1; суммирование выполнено по всем двумерным импульсам с целочисленными компонентами p м = -N/2+1, -N/2+2,...,N/2; m = 1,2. Аналогично получим зависимость ГшД(0) от N.

Выполним аналитические оценки полученных выражений диаграмм при больших N. Сначала в формуле (5) для величины B (p,h) и в выражениях всех производных Bm(p,h) по hм заменим импульсы p м на p м+N/2, учтем периодичность

V

124

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2007

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ И ПРИКЛАДНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

зависимостей от (p -h -1/2)/N величины B (p,h) и всех ее производных по h , а также заменим суммирование по z интегрированием по £, = nz/N от -п/2 до п/2. В результате получим, что при p | ~ N/2 значения величины B (p,h) и всех производных B (p,h) по h при h = 0 имеют порядок 1.

Далее, в формуле (9) для nvs(0) и в соответствующем выражении для rm1VS(0) заменим суммирование по p2 интегрированием по переменной = 2n(p2-1/2)/N от -п до п. После ин-

тегрирования учтем, что при pj << N/2 и h1 < 1/2 величина B1(p,h) « 2n(p1-h1-1/2)/N (рис. 1). Учтем также, что при pj ~ N/2 значения величины B1(p,0) и всех производных B1(p,h) по h1 при h1 = 0 имеют порядок 1. В результате получим следующие оценки:

Ц#) = O(N), ГшД0) = O(N). (10)

Нами выполнены численные расчеты зависимостей от N величины П^(0) по (9) и величины r1111VS(0). Данные этих расчетов приведены на рис. 2. Видно, что решеточные значения П^(0) и Г1Шга(0) прямо пропорциональны числу N. Это согласуется с аналитическими оценками (10), но существенно отличается от значения Пгс(0) = 2п [11] и от конечного значения Г1Шгс(0) непрерывной теории на торе. Здесь величину Г1Шгс(0) получаем, подставляя (6) в (8) с последующим четырехкратным дифференцированием по h. Несогласие решеточной и непрерывной теорий вызвано нелокальностью действия модели SLAC-фермионы на решетке.

Итак, аналитическое и численное исследования показали, что фермионные детерминанты векторной U(1) модели SLAC-фермионы без регуляризации на двумерной конечной решетке и непрерывной векторной U(1) теории на двумерном торе во внешнем однородном калибровочном поле не согласуются из-за нелокальности решеточного действия. Ниже выясним, будет ли необходимое согласие этих детерминантов при регуляризации полями Паули - Вилларса (PV) действия векторной модели SLAC-фермионы.

SPV - SLAC-действие полей PV, полученное путем дискретизации непрерывного действия полей PV

Zi,. y, D,(r - у ) PexPx

Spv = Z

_

Z A

Ф +Z m ф ф

T r, y r T r, XT r, x

>.

Здесь Фгх - бозонные или фермионные поля PV с массами M удовлетворяющие тем же антипериодическим граничным условиям, что и физическое фермионное поле ух; суммирование по r выполнено по всем полям PV; остальные обозначения те же, что и в выражении (1).

Исследуем фермионный детерминант векторной регуляризованной модели SLAC-фермионы на двумерной конечной решетке во внешнем однородном калибровочном поле с потенциалом по (3). После подстановки и преобразований, как при выводе выражения для DVS[h], получим следующее выражение для детерминанта DVR[h] ре-гуляризованной векторной модели на решетке

{ B2(p, h) + M2 Л B 2( p, 0) + M

2

r J

(11)

Dvr [h] = Dvs [h] П П

r p=-N/2+1

где DVS[h] - детерминант нерегуляризованной модели SLAC-фермионы по (4); величина B2(p,h) определена в (4); произведения выполнены по всем двумерным импульсам с целочисленными компонентам p от -N/2+1 до N/2 и по всем полям PV с индексом r; cr = 1 для фермионного поля PV Фгх и cr = -1 для бозонного поля PV ф Детерминант DVR[h] также удовлетворяет свойствам симметрии и периодичности (7), что позволяет рассматривать поля h только в диапазоне 0 < h < 1/2; , = 1,2.

Для устранения расходимостей выражений диаграмм nvs(0) и r1111VS(0) на решетке при N ^ да поля PV должны удовлетворять тем же условиям, что и в непрерывной теории [2] для одного, трех, пяти и т.д. полей PV

Z Cr +1 = 0, (12)

x, у ,ц

У

X

r

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

z =x U ц

X

C

1.2. Численное исследование детерминанта при регуляризации

Действие двумерной векторной U(1) модели SLAC-фермионы с регуляризацией PV имеет вид [1]

S = S + S

VR VS PV

где SVS - нерегуляризованное действие векторной модели SLAC-фермионы, определенное по (1);

и, кроме того, для трех, пяти и т.д. полей PV

Z cMl = 0. (13)

r

Сравним регуляризованный детерминант на решетке DVR[h] с детерминантом непрерывной теории на торе DVC[h]. С этой целью выполним по (11) расчеты зависимости DVR от регуляризующих масс Mr при фиксированных значениях h1 и h

Сначала рассмотрим случай одного бозонного поля PV с массой M. При этом удовлетворе-

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2007

125

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ И ПРИКЛАДНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

но условие (12). Результаты расчетов зависимости D от М и значения DVC по (6) приведены на рис. 3 (кривая 3 и прямая 1). Видно, что согласие DVR с DVC обеспечивается только при одном значении PV массы M = М где в случае N = 160 масса М0 = 0,03. Даже небольшое изменение величины М приводит к значительному несогласию между решеточным и непрерывным детерминантами.

Теперь рассмотрим случай трех полей PV: двух бозонных полей с одинаковыми массами M и одного фермионного поля с массой М>/2. При таком выборе выполняются условия (12) и (13). Результаты расчетов D от М для этого случая даны на том же рисунке 3 (кривые 2, 4). Видно, что согласие D с D наблюдается для массы M в интервале М1 < М < М2, где М1 ~ N~0,9 и М2 ~ 1/V N . Для N = 160 значения М1 = 0,04 и М2 = 0,2. Эти значения М1 и М2 практически не зависят от h за исключением случая hц ^ 1/2; ц = 1,2.

Нами выполнены расчеты по формулам (11) и (6) зависимостей DVR и DVC от однородного внешнего поля h2 в области 0 < h2 < 0,5 при разных h1 для решеток с числом узлов N = 32 и N = 160 при регуляризации тремя полями PV с массами М=М1 и М=М Типичные результаты представлены на рис. 4. Видно с учетом свойств (7), что для N = 160 три поля PV обеспечивают хорошее согласие решеточной и непрерывной теорий в области |hj < 0,4 при М = М2 = 0,2 (кривая 5) и в области |h | < 0,48 при М = М = 0,04 (кривая 4).

В узкой области внешнего поля h2 вблизи |h2| = 1/2 детерминант векторной модели SLAC-фермионы резко уменьшается. С увеличением числа узлов решетки N ширина этой области уменьшается. Особенности и причины такого поведения решеточного регуляризованного детерминанта обсудим ниже.

1.3. Аналитическое исследование

детерминанта при регуляризации

Исследуем аналитически детерминант DVR[h] векторной U(1) модели SLAC-фермионы на двумерной конечной решетке в однородном внешнем калибровочном поле при регуляризации тремя полями PV. В определении этого детерминанта по (11) с учетом (4) произведения сомножителей берутся по всем целочисленным компонентам фермионного импульса p от -N/2+1 до N/2. Двумерная область этих компонентов импульсов представляет собой решетку из N2 точек с шагом 1 по N точек в каждом направлении ц = 1, 2.

1,0

0,8

0,6

0,4

Рис. 3. Детерминанты DV двумерных векторных U(1) моделей в зависимости от PV массы М в однородном поле с h = h2 = 0,2 [10]: 1 - DVC на торе по (6); 2, 3, 4 - Dvr регуляризованной модели SLAC-фермионы на решетке по (11): 2 - N = 32, три поля PV; 3 - N = 160, одно поле PV; 4 - N = 160, три поля PV.

_ 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 - г - " '' \ - \ *. - \\ '. ~ Н ' ' . ■ \' ! 1 1 | 1 1 1 1 | 1 1 1 1 | 1 1 1 1 | 1 1 _

- : - - . _ 1 -

- ; I \ i " х 2 -

- \з ' \ ' \ 4 : 1 I I I I 1 I г

^ : - M2 i i i i i i i i i i i i

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

M

Рис. 4. Детерминанты DV двумерных векторных U(1) моделей в зависимости от однородного поля h2 при h1 = 0,2 [10]: 1 - DVC на торе по (6); 2, 3, 4, 5 - DrR регуляризованной модели SLAC-фермионы с тремя полями PV по (11): 2 - N = 32, М = М1 = 0,19; 3 - N = 32, М = М2 = 0,4; 4 - N = 160, М = М1 = 0,04; 5 - N = 160, М = М2 = 0,2; h2* - поле срыва по (19) при N = 160, М = М1 = 0,04 и % = 0,95.

4 □ 1 . ь. иа

3 — ■ О о о о о о ■

2 — ■ О о о о о о ■

1 — ■ О о о о о о ■

0 - b. о о л in* о о о о ■ ь

-1 — ■ о о о о о о ■

-2 — ■ о о о о о о ■

-3 -4 — □ а 1 1 ь 1111 1 1 □ а 1

-4 -3 -2-10 1 Pi 2 3 4

Рис. 5. Три части (a, b, in) двумерной решеточной области фермионного импульса с компонентами p ц = 1, 2. Число узлов решетки в каждом направлении N = 8.

126

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2007

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ И ПРИКЛАДНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Разобьем эту область импульсов на следующие части (рис. 5):

- четыре крайние угловые точки всей решетки импульсов с компонентами рц = -N/2+1 или N/2, где ц = 1, 2, назовем угловыми частями области импульсов (индекс a - светлые квадратики на рисунке);

- четыре граничные стороны всей решетки импульсов с компонентами рц = -N/2+2,...,N/2-1 и одновременно р3-ц = -N/2+1 или N/2, где ц = 1, 2, назовем боковыми частями области импульсов (индекс b - темные квадратики);

- оставшуюся область импульсов с компонентами рц = -N/2+2,...,N/2-1, где ц = 1, 2, назовем внутренней частью области импульсов (индекс in - светлые кружки).

При таком разбиении области фермионных импульсов регуляризованный детерминант DVR[h] с учетом произведений по компонентам импульса рц в (11) и (4) имеет следующее представление

DJh] = ЯМОДОД, (14)

где Dm[h], Da[h] и Db[h] - составляющие регуляри-зованного детерминанта.

Эти составляющие определяются формулами (11) и (4), произведения в которых берутся по всем компонентам импульсов, находящихся в соответствующих частях области импульсов: внутренней (in), угловых (a) и боковых (b) частях. Вследствие симметрии принятых частей области импульсов каждая составляющая детерминанта в (14) удовлетворяет свойствам симметрии в (7), но не удовлетворяет свойству периодичности.

Рассмотрим вначале составляющую детерминанта Din[h]. Дифференцируя выражение для lnDJh] по h ц и hv с учетом (11) и (4), получим выражения для регуляризованных решеточных диаграмм взаимодействий второго и более порядков. Аналитические оценки этих выражений выполнены нами аналогично оценкам (10) в данной внутренней части области импульсов при jhj < 1/2. При этом были использованы свойства симметрии в (7), а также учтены условия (12) и (13) для массы M трех полей PV. В результате получим следующее асимптотическое выражение DJh] = DFC[h](1 + O(1/MN) + O(M 4N)). (15)

Для последующих оценок составляющих Da[h] и Db[h] мы, пренебрегая осцилляциями, аппроксимируем зависимость ковариантной производной B (p,h) от переменной Ъ = (р -h -1/2)/N следующими тремя прямыми отрезками (рис. 1):

B ц (P, h)

2п

Ъ | Ъ |<------------

2 N ’

11

1

-(N - 1)(Е-1/2)-- — <£<-

2 2N

1

<<

2

11

-(N - 1)(Ъ +1/2), — <Ъ <— +-------. (16)

ц 2 ц 2 2N

Оценим составляющую детерминанта Da[h] в области однородного поля |Кц| < 1/2. Подставим аппроксимацию (16) в формулу (11), в которой произведение возьмем по импульсам в четырех угловых частях области импульсов. В результате получим

[(1/2- | h |)2 + 2(M/2п)2 "I (1/2- | h |)2

D [h] = ±--------------------J2---------х

a [(1/2- | h |)2 + (M/2п)2"

х(1 + O(VN) + O(M4)),

где обозначено (1/2-jh|)2 = (1/2-jh1|)2 + (1/2-jh2|)2. При условии (1/2-jh|)2 >> M2 полученная оценочная формула для Da[h] приобретает вид

a f . \

Da[h] = 1 + O| N | + о

M4

(17)

[(1/2-|h|)2 Рассмотрим теперь составляющую детерминанта Db[h] в области |h | < 1/2. Используя аппроксимацию (16), представим выражение (11) для Db[h] в виде экспоненты от суммы величин вида \п[В2(р,И)+М2], где суммирование выполним по импульсам на четырех граничных сторонах области импульсов. Перейдем от суммирования по компонентам рц к интегрированию по переменным Ъ = (р - h - 1/2)/N в пределах от -1/2 до 1/2, где ц = 1, 2. Учтем также условия (12) и (13) для PV масс. В результате получим оценку в виде

2 H[| h |,mJi]H[| h |,0]

D, [h] = П ц ------ ц х

b if H 2[|hJ, M ]

х(1 + O(1/N) + O(M4 N)).

Здесь обозначено

H[|hJM = =exp{2nN^/(1/2- | \ |)2 + (M/2n)2 }. При условиях 1/2-jh ц | >> M, где ц = 1, 2, полученная оценочная формула для Db[h] приобретает вид

Db[h] = exp j-MI-[(1/2-1h |)-3 + (1/2-1 h21)-3 ]J х

х(1 + O(1/N) + O(M4 N)) (18)

В большей части рассматриваемой области внешнего однородного поля, для которой

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2007

127

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ И ПРИКЛАДНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

1/2-|h | >> (M4N)1/3, из (14) с учетом (15), (17) и

г

(18) получим следующую оценку значений регу-ляризованного детерминанта:

DJ_h] = Dvc[h](1 + O(1/MN) + O(M4N)).

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Из данной оценки следует, что согласие решеточного детерминанта векторной модели SLAC-фермионы с детерминантом непрерывной теории на торе обеспечивается при массе M PV полей в диапазоне 1/N << M << 1/N174. Этот аналитический диапазон согласуется с диапазоном M для согласия теорий, полученный при численном исследовании детерминанта DVR[h] (см. п. 2.2 и рис. 3): M < M < M2, где M1 - N-09 и M2 - 1/VN .

В очень малой части рассматриваемой области внешнего однородного поля, для которой 1/2-|hJ < (M4N)1/3, происходит согласно (18) резкое уменьшение составляющей Db[h]. Следовательно, с учетом (14), (15), (17) и (18), в этой области регуляризованный решеточный детерминант DVR[h] отличается от непрерывного детерминанта DVC[h]. Такое несогласие теорий из-за резкого уменьшения составляющей Db[h] в узкой части области внешнего поля вблизи |h | = 1/2 подтверждено также численным исследованием (рис. 4).

Найдем значение поля срыва h2*, начиная с которого при |h2| ^ 1/2 в случае 1/2-|hJ >> (M4N)1/3 детерминант DVR[h] существенно отличается от DVC[h] так, что DVR[h]/DVC[h] < ^, где £, < 1. Это неравенство с учетом (14), (15), (17) и (18) приводит к следующему соотношению:

( \/Г4М Y/3

|А,|> К= 1 -

M4 N 32n3ln^-1

(19)

В пределе N ^ да при указанном выше диапазоне массы M значение поля срыва h2* стремится к 1/2, и векторная регуляризованная модель SLAC-фермионы согласуется с непрерывной теорией на торе во всем диапазоне значений поля h^. Полученные аналитические результаты находятся в хорошем согласии с данными численного исследования, приведенными на рис. 4.

Таким образом, введение регуляризации PV в действие векторной U(1) модели SLAC-фермионы на двумерной конечной решетке устраняет эффекты нелокальности во всей области внешнего однородного поля, кроме узкой области вблизи |hj = 1/2, и приводит к согласию решеточной и непрерывной теорий. При этом наименьшее число полей PV, необходимое для такой регуляризации, равно трем. В узкой области внешнего поля вбли-

зи |hj = 1/2 решеточная теория не согласуется с непрерывной из-за вклада импульсов на боковых сторонах всей области импульсов. При N^ да эта узкая область несоответствия теорий исчезает.

2. Киральная модель SLAC-фермионы

2.1. Аргументы детерминантов положительно-киральной и 11112 моделей в однородном поле

Исследуем возможность использования теории SLAC-фермионы на конечной решетке для двумерных киральных U(1) моделей. Так как действие киральной модели SLAC-фермионы является калибровочно-инвариантным и поэтому не описывает киральную аномалию (нарушение классической киральной калибровочной симметрии), то эту киральную модель можно использовать только в случае неаномальных теорий. Одной из таких неаномальных теорий является кираль-ная U(1) 11112 модель, состоящая из четырех по-ложительно-киральных фермионов с безразмерным зарядом 1 и одного отрицательно-кирального фермиона с зарядом 2 [11]. В непрерывном пространстве данная модель является неаномальной, поскольку все кирально-неинвариантные выражения для диаграмм второго порядка сокращаются в силу выполнения следующего соотношения для зарядов: 12 + 12 + 12 + 12 = 22.

Фермионный детерминант киральной модели в калибровочном поле общего вида является комплексной величиной. Регуляризация полями PV меняет значение модуля детерминанта, но не изменяет величину его аргумента.

Исследуем аргумент детерминанта ArgDCS[h] киральной U(1) 11112 модели SLAC-фермионы на двумерной конечной решетке в однородном внешнем калибровочном поле с потенциалом по (3). Аргумент детерминанта ArgDCS[h] этой модели на решетке так же, как и в соответствующей непрерывной теории на торе, является суммой аргументов детерминантов четырех по-ложительно-киральных фермионов с зарядом 1 и одного отрицательно-кирального фермиона с зарядом 2

ArgDCS[h] = 4ArgD+S[h] - ArgD+S[2h] mod 2n, (20) где ArgD+S[h] - аргумент детерминанта положительно-киральной U(1) модели SLAC-фермионы без регуляризации PV для фермиона с зарядом 1.

Из (20) видно, что согласие аргументов детерминантов решеточной и непрерывной

128

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2007

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ И ПРИКЛАДНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

U(1) 11112 моделей обеспечивается согласием аргументов детерминантов решеточной и непрерывной положительно-киральных U(1) моделей. Поэтому рассмотрим аргумент детерминанта ArgD+S[h] в однородном внешнем поле.

Действие S+S положительно-киральной U(1) модели SLAC-фермионы определяется формулой (1), в которой матрицы заменены на у^Р+. Здесь Р+, а также Р_ в последующих исследованиях - положительно- и отрицательно-киральные проекторы

Р± = 2(1 ±Yз), Y3 = -№

Подставляя потенциал однородного поля (3) в соотношение (1) для S+S и выполняя операции, аналогичные преобразованиям в п. 2.1 при выводе формулы (4), получим следующее выражение для комплексного фермионного детерминанта положительно-киральной U(1) модели SLAC-фермионы в однородном поле

B.(p, h) + iB2(p, h)

D+ s [h] = П ^-----------W_L (21)

+S p=-N2+1 Д( p, 0) + iB2( p, 0)

где BJp,h) - ковариантная фермионная

SLAC-производная в импульсном пространстве по (5); произведение в (21) выполнено по всем двумерным импульсам с целочисленными компо-нентамиpц от -N/2+1 до N/2; ц = 1, 2.

Соответствующее выражение для фермионного детерминанта положительно-киральной непрерывной теории на двумерном торе во внешнем однородном поле [10, 11] имеет вид

да

D+c [h] = +ih2) П F[n, h]F [n, -h], (22)

n=1

где величина F[n,h] определена в (6).

Детерминанты (21) и (22) удовлетворяют следующим свойствам симметрии

D+^hJ = D+lh^hJ = ^-[-h^]. Вследствие киральной калибровочной инвариантности решеточной положительно-кираль-ной модели SLAC-фермионы, ее детерминант (21) периодичен по h

D+shh] = D+s[h1+n1,h2+n2], П1, n2 = 0,±1,±2,....

Непрерывная положительно-киральная теория, в отличие от решеточной модели SLAC-фермионы, не обладает указанным свойством ки-ральной инвариантности. Но детерминант D+C[h] этой непрерывной теории удовлетворяет свойству в виде [11]

D+c [h, + n„ h2 + n2] = (-1Г2 ^ D+c [h„ h2].

Из данных свойств детерминантов решеточной и непрерывной моделей следует, что

согласие аргументов этих детерминантов в однородном поле hц возможно лишь в области |h | < 1/2. Если в этой области h имеется согласие аргументов детерминантов положительно-ки-ральных решеточной и непрерывной моделей, то в силу калибровочной симметрии 11112 решеточной и непрерывной моделей будет обеспечено согласие аргументов детерминантов данных 11112 моделей. При последующем исследовании аргументов детерминантов положительно-киральных моделей в однородном поле, в силу указанных свойств, достаточно рассмотреть поля в области 0 < |AJ < 1/2; ц = 1, 2.

Нами по формулам (21) и (22) были выполнены расчеты значений аргументов детерминантов ArgD+S[h] и ArgD+C[h] в указанной области однородного поля. Результаты расчетов при h1 = 0,4 даны на рис. 6. Видно, что во всей области 0 < h2 < 1/2 зависимость ArgD+S от h2 (кривые 2) существенно отличается от зависимости ArgD+C от h2 (кривые 1).

3.0

2.5

2.0

1.5 + 1,0

0,5

0,0

-0,5

-1,0

-1,5

-2,0

Рис. 6. Аргументы детерминантов ArgD+ положительно-киральных U(1) двумерных моделей в зависимости от однородного поля h2 при h = 0,4: 1 - ArgD+C на торе по (22); 2, 3, 4, 5 - для модели SLAC-фермионы на решетке по (21) при N = 32 и 160: 2 - ArgD+S, 3 - ArgD+in, 4 - ArgD+a , 5 - ArgD+ь

0,47

0,48 0,49 0,50 0,51

h2

0,52

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2007

129

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ И ПРИКЛАДНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

На этом же рисунке приведены также зависимости от h трех составляющих ArgD+m, ArgD+a, ArgD+b величины ArgD+S, которые были рассчитаны по (21) с произведениями, взятыми по импульсам во внутренней (in), угловых (а) и боковых (b) частях всей двумерной области импульсов (см. п. 2.3 и рис. 5). Для данных составляющих справедливо, согласно (21), соотношение ArgDJh] = ArgD+m[h] + ArgDJh] + +ArgD+b[h] mod 2n.

Оказалось, что в области однородного поля 0 < h2 < 1/2 - s(N), где s(32) = 0,14 и s(160) = = 0,02, выполняются следующие соотношения

ArgD+,n * ArgD+a * ^g^ |ArgDJ << |ArgDJ.

В указанной области однородного поля вклад в ArgD+S[h] больших импульсов в угловых частях всей области импульсов (кривая 4) примерно равен вкладу импульсов во внутренней части (кривая 3), а вклад больших импульсов в боковых частях отсутствует (кривая 5). Поэтому величина ArgD+S[h] (кривая 2) в два раза превышает соответствующее непрерывное значение (кривая 1)

ArgDJh] * 2ArgD+c[h]. (23)

В области 1/2 - s(N) < h2 < 1/2 кривые 3 и 4 для ArgD+m и ArgD+a практически совпадают между собой и с кривой 1 для ArgD+C непрерывной теории. В этой области кривые 2 для ArgD+S с разными N отходят друг от друга за счет расхождения кривых 5 для ArgD+b. Из-за вклада больших импульсов в боковых частях области импульсов (кривые 5) значения ArgD+S резко изменяются (кривые 2) и соотношение (23) не выполняется. При N ^ х величина s(N) ^ 0.

Из соотношения (20) и установленного выше отличия аргументов детерминантов решеточной и непрерывной положительно-киральных U(1) моделей следует, что аргумент детерминанта ArgDCS[h] киральной неаномальной U(1) 11112 модели SLAC-фермионы на двумерной конечной решетке в однородном внешнем калибровочном поле отличается от соответствующей величины ArgDCC[h] непрерывной теории на двумерном торе. Это отличие вызвано нелокальностью модели SLAC-фермионы, в связи с чем в однородном поле появляется нефизический вклад в величину ArgD+S[h] и, следовательно, в ArgDCS[h] больших импульсов с угловых частей всей области фермионного импульса. Регуляризация 11112 модели SLAC-фермионы полями PV, как сказано выше, не изменит данного отличия решеточной и непрерывной моделей.

2.2. Детерминант регуляризованной 11112 модели в неоднородном поле

Продолжим исследование киральной неаномальной U(1) 11112 модели SLAC-фермионы на двумерной конечной решетке, но теперь в неоднородном внешнем калибровочном поле с постоянным двумерным импульсом [12].

Действие киральной 11112 модели SLAC-фермионы с регуляризацией PV в определяется выражением [8]

SCR = SCS + SPV , (24)

где SCS - действие киральной модели SLAC-фермионы без регуляризации;

SPV - действие поля PV

PV

4

SCS = ZZ V+ixУдP D (x - У)PeXP

l=1 x,у ,Д

+

spv = Zi уц D (x - y)

x, у Л

_

Z A

f УД

хУдР-D (х - У) Pexp i Z A z ,Д

V z =х ДД J

V+U +

V-

f Г Уд Ц

Pexp i Z A L-i ^д

V _ гд=хд Jj

ф у +Z M ФхФх .

Здесь у - физическое векторное фермионное поле для положительно-кирального фермиона с зарядом 1, l = 1,2,3,4; у-х - физическое векторное фермионное поле для отрицательно-кирального фермиона с зарядом 2; массы этих полей т0 = 0; P+ и P - положительно- и отрицатель-но-киральные проекторы (п. 3.1);

у

z —х Д Д

У

x, У ^

Pexp

z

Д

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Д

- P-экспонента,

определенная в (1); D^) - фермионная

SLAC-производная в координатном пространстве по (2); фх - бозонное поле PV с зарядом 2 и массой M. Поля у у и фх удовлетворяют антиперио-

дическим граничным условиям (п. 2.1).

Нами выбрано только одно бозонное поле PV фх. Если в результате нашего рассмотрения выяснится несогласие регуляризованного одним полем PV решеточного и непрерывного детерминантов, то мы продолжим исследование решеточной модели с большим числом полей PV, как в пп. 2.2 и 2.3.

Потенциал неоднородного внешнего калибровочного поля с постоянным двумерным импульсом k имеет вид

Ах,д = N \ cos N k ^/2), (25)

где h^ - вещественные величины, не зависящие от узлов решетки; kx = k^ + ^х2; хд и kд

130

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2007

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ И ПРИКЛАДНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

принимают целочисленные значения x ,

k = -N/2+1,...,N/2; ц = 1,2; k,2+k2 * 0.

Подставляя потенциал (25) в действие (24) и используя представление матриц у как в п. 2.1, получим следующее выражение для детерминанта киральной решеточной регуляризо-ванной 11112 модели SLAC-фермионы в данном неоднородном поле

DCR[h,k] = Dcs[h,k] Dpv[h,k], (26)

где DCS[h,k] и Dpv[h,k] - нормированные на 1 при h1 = h2 = 0 решеточные нерегуляризованный детерминант и детерминант PV поля в неоднородном калибровочном поле. Эти детерминанты в случае калибровочного поля U общего вида выражаются как

DCS = (detB[U]BАд) (detB[U2]B‘‘[1])*, (27) Dpv = det (b^[U 2]B[U2] + M2 ) x

x (B[1]B[1] + M2). (28)

Здесь B[U] - комплексная матрица в координатном пространстве, определяемая формулой

By [U ] = Д( x - y) Pexp

'T A д

+

+iD2 (x - y) Pexp

I A,

где фермионная SLAC-производная D (x-y) после преобразований приводится к виду

D(x -y) = 5 ( -5 ) л(-1)(Ц Ц ) ; ц = 1,2.

3-ц-"3-ц v Ц Ц'Ыsin (Ц yЦ

В формулах (27) и (28) величина B[U2] - матрица B[U] в калибровочном поле вида Ц.ц2 = exp(2iA); B[1] - матрица B[U] в калибровочном поле U,ц = 1 для всех x и ц; символ t означает операцию эрмитова сопряжения по всем координатам x.

Значения решеточного детерминанта (26) будем сравнивать в пределе N ^ да со значениями соответствующего детерминанта непрерывной 11112 модели на двумерном торе. Выражение для непрерывного детерминанта имеет вид [9, 12]

Dcc [h, k] = exp \ -4п

(kA - kA)2

k2 + k22

(29)

причем k12+k22 * 0. Особенностью данного непрерывного детерминанта является его вещественность, т.е. ArgDCC[h,k] = 0.

Рассмотрим вопрос о возможности согласия детерминантов решеточной регуляризованной и непрерывной киральных 11112 моделей в неоднородном поле (25) с компонентами импульса

z, =x

1 1

zx

22

kц * 0, ц = 1,2. Используя метод работы А. Слав-нова [8], мы выполнили аналитические оценки выражений решеточных и непрерывных однопетлевых фермионных диаграмм, дающих вклад в детерминанты. В результате установлено, что вследствие калибровочной инвариантности модели SLAC-фермионы выражения решеточных диаграмм второго и более порядков для аргумента детерминанта ArgDCR[h,k] и ArgDCS[h,k] отличаются от выражений соответствующих непрерывных диаграмм, равных нулю согласно (29), на величины порядка 1/N. То есть в пределе N ^ да ArgDCR[h,k] = ArgDCS[h,k] ^ ArgDCC[h,k] = 0.

Значения ln|DCR[h,k]| и ln|DCC[h,k]| регу-ляризованной решеточной и непрерывной 11112 моделей равны суммам значений соответствующих диаграмм взаимодействий второго, третьего и более порядков. По нашим оценкам, при k * 0, где ц = 1,2, вследствие калибровочной инвариантности выражения для решеточных регуляри-зованных диаграмм третьего и более порядков отличаются от соответствующих диаграмм непрерывной теории, равных нулю согласно (29), на величины порядка 1/N и 1/MN. Остается исследовать возможность согласия диаграмм второго порядка, которые пропорциональны поляризационным операторам П™ (k) и nCC (k). Эти операторы определяются по формуле

nv (k)

д2

dh dh

ц v

ln |DC [h, k ]

h=0

(30)

где Hv(k) = П^А) или П^А) при DC[h,k] = = DCR[h,k] или DCC[h,k], соответственно.

Подставляя выражение для решеточного детерминанта (26) в формулу (30) и дифференцируя по h и hv с учетом (27) и (28), получим следующее выражение для поляризационного оператора регуляризованной 11112 модели SLAC-фермионы

N/2

ПCR (k) = 4 I {v(1)(p, k)V(1)(p, k) x

p=-N/2+1

x G (P, k) + AvH(P, k)] - АКц (p)}, (31) где обозначено

V">( p, k) = P (p + k)" P (p)

N ■

- Sin A

n N

Giv (p, k) = [Рц (p + k)Pv (p) +

+P (p)Pv (p + k) - 5!V xl A (p + k)px (p)] x

X=1

x [p0(p)p0(p + k) - LM (p)LM (p + k

H (p, k) = M2 Lm (p) Lm (p + k),

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2007

131

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ И ПРИКЛАДНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

K ( р) = К(2) ( р, к) P (p) [L (p) - LM (p)],

L0( p) =

E P2( p)

, LM (p) = [L-)1(p) + M2 ] \

V(2)( р, к) =

P (P + к) + Pu (p - к) - 2P (p)

(N s.n y)

Здесь величина P (p) определена в (2); BJp,h) - по (5); символ ‘ означает операцию дифференцирования по р; M - масса PV поля; 5к 0 = 5к 05к 0; в (31) суммирование выполняется по целочисленным компонентам импульса p от -N/2+1 до N/2; ц = 1,2.

Далее, из (30) с учетом (29) находим выражение для поляризационного оператора непрерывной 11112 модели

Пс (к) = 8п

(

5 -

к к ^

Ц V

^V к,2 + к2

(32)

2 J

Оценки выражения (31) с учетом формулы (32) показывают, что при кц Ф 0, где ц = 1,2, справедливо следующее асимптотическое соотношение

1

ПCR (к) = Псс (к) + O(M2 ln2N) + O

P'V ^ 'MN

В соответствии с этим соотношением, для согласия при N ^ да поляризационных операторов П™ (к) и nCC (к), а значит, для согласия решеточного и непрерывного детерминантов необходимо выполнение для PV массы M условия в виде 1/N << M << <<1/lnN.

Нами были выполнены численные расчеты величин ArgD^h^] и |.Ося^,к]| регуляризован-ной киральной U(1) 11112 модели SLAC-фермионы на решетке во внешнем неоднородном поле вида (25) с h1 = 0,2, h2 = 0,4 и к1 = к2 = 1 при числах узлов N = 8, 12, 16, 20 и 24. Одно указанное значение калибровочного поля и числа N < 24 взяты в связи со значительным усложнением и большой продолжительностью компьютерных расчетов. Это вызвано невозможностью простой аналитической диагонализации матрицы B[U] в формулах (27) и (28) для рассматриваемого внешнего поля.

Каждое значение |.Ося^,к]| вычислено при таком значении регуляризующей PV массы M = M^N^), для которого величина

меньше всего отличается от значения

ЕП“ (к)

Ц=1

ается от зн

Епс (к),

Ц=1

х=1

равного 8п согласно (32). Зависимость M0 от N при к1 = к2 = 1 имеет вид M0 ~ N~0,28. Эта зависимость удовлетворяет указанному выше условию для PV массы, при котором согласуются поляризационные операторы и, следовательно, детерминанты регуляризованной решеточной и непрерывной 11112 моделей в случае неоднородного внешнего калибровочного поля.

Результаты численных расчетов значений ArgDCR и IDCRI показывают, что в пределе N ^ да данные решеточные величины стремятся к соответствующим непрерывным значениям ArgDCC и Dccl.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Заключение

В данной работе рассмотрены фермионые детерминанты векторной и киральной U(1) моделей SLAC-фермионы с регуляризацией по Паули - Вилларсу на двумерной конечной решетке. Доказано аналитически и численными расчетами, что введение такой регуляризации в действия моделей устраняет эффекты нелокальности как векторной модели в однородном внешнем калибровочном поле при трех регуляризующих полях, так и киральной неаномальной 11112 модели в неоднородном внешнем поле при одном регуляризу-ющем поле. В пределе бесконечного числа узлов решетки значения фермионных детерминантов этих решеточных регуляризованных моделей в указанных калибровочных полях совпадают со значениями детерминантов непрерывных теорий на двумерном торе.

Однако нелокальность 11112 модели SLAC-фермионы в однородном внешнем поле регуляризацией не устраняется вследствие нефизического вклада больших компонентов фермионного импульса в угловых частях всей области его компонентов. В связи с этим аргумент детерминанта данной киральной регуляризован-ной модели в однородном поле не согласуется с соответствующей величиной непрерывной теории.

Полученные результаты целесообразно использовать при исследованиях моделей фермионов методом решетки.

Автор выражает благодарность за плодотворные дискуссии кандидатам физ.-мат. наук В.Г. Борнякову и С.В. Зенкину. Особую благодарность автор выражает за полезные обсуждения и активную поддержку академику РАН А.А. Слав-нову.

132

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2007

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.