SAC Activities report
  català | castellano | english home   sitemap   legal notice   credits   contacte  
home home

Domènec Espriu

"The QCD effective action at long distance". Nuclear Physics B, vol. 345 (1990), p. 22-56


ABSTRACT

We describe the derivation, under a well-defined set of approximations, of a low-energy effective chiral lagrangian of the strong interactions from QCD. The effective Lagrangian includes only the nambu-Golstone modes (i.e. the octet of pseudoescalar particles) in the presence of external sources, with inclusion of the explicit chiral symmetry breaking due to the light quark masses M. The coupling constant of the O(p4) terms of the chiral lagrangian are calculated first to leading order in the 1/Nc expansion but with O(a) terms and higher orders neglected. Next, the corrections O(a) to the coupling which remain in the chiral power counting for higher-order terms in the effective chiral lagragian is proposed.



ARTICLE

La gènesi d'aquest article és la següent. L'any 1988 vaig obtenir una plaça de professor titular a la UB i m'hi vaig traslladar des de València, on estava des de feia un any. Abans havia estat als Estats units, al Laboratori  Lyman de la Universitat de Harvard, on havia començat a treballar en el tema dels Lagrangians quirals, una aproximació consistent a la física de les interaccions fortes a baixes energies. El resultat principal d'aquell treball va consistir en una predicció teòricament molt neta per a certes desintegracions de kaons neutres. Aquell va obtenir un ressò relativament important.

En tornar a Espanya, concretament el primer any a València, tot i que una estudiant va començar a treballar amb mi una temporada, vaig tenir molt poc temps per la recerca, ja que era novell en el tema de les classes, i a València en feien un munt! I el poc temps que tenia el dedicava a uns treballs de superfícies aleatòries que m’interessaven més en aquells moments.

ja a Barcelona, em va trucar un bon dia Eduard de Rafael, del CNRS de Marsella, que s'havia interessat també pel treball sobre les desintegracions de kaons en el marc del lagrangià quiral i a un col·laborador del qual, José Goity, havíem en certa manera "xafat" el treball avançant-nos nosaltres.

De Rafael em va comentar que havia vist uns treballs d'un grup de Sant Petersburg, que no entenia exactament el que fèiem, però que semblava que érem capaços de deduir, si més no en alguna aproximació, el lagrangià quiral a partir de la QCD, la teoria de les interaccions fortes. Em va convidar a passar un mes a Marsella, invitació que vaig acceptar.

Un cop allà vaig veure que les tècniques dels russos no m'eren desconegudes - havia fet alguna cosa semblant mentre escrivia la tesi - i no em va resultar difícil reproduir-ne alguns dels resultats. Va ser evident, però, que l'aproximació no proporcionava tots els termes necessaris del lagrangià quiral perquè no contenia la informació sobre el mecanisme que trencava la simetria quiral; els russos hi havien fet algun intent sense gaire contingut físic, la veritat. A més, els càlculs es complicaven molt considerablement i era difícil obtenir tots els termes.

El mes va passar i jo vaig tornar a Barcelona. Eduard ens visitava poc després per un període de tres mesos, en un intercanvi francoespanyol. En arribar ell, vàrem aconseguir que Josep Taron se sumés als nostres esforços. Aquest tot just havia llegit la seva tesi, en què desenvolupava uns càlculs prou complicats utilitzant REDUCE, un programa de manipulació algebraica que cap de nosaltres dos no coneixia.

Ens vàrem haver de familiaritzar, a més, amb tècniques més sofisticades: heat kernel expansions, regularització de la funció zeta de Riemann, etc. Ara bé, era evident que hi mancava un ingredient físic. Un bon dia Eduard proposà que calia introduir la massa constituent, un paràmetre familiar en fenomenologia, però aliè a la QCD pertorbativa. Jo m'hi vaig oposar perquè creia que es trencava la simetria quiral explícitament. Però finalment Eduard em va convèncer que tenia sentit. Aleshores fer el càlcul era simplement un problema tècnic. De fet, l'aparició de la massa constituent és essencial per a obtenir un model fenomenològicament raonable.

van sorgir més preguntes. Els resultats calculats amb dos reguladors diferents no estaven plenament d'acord. Recordo que vàrem dedicar un viatge en cotxe de Marsella a Barcelona a pensar sobre el perquè. John Bell acabava de morir i De Rafael va comentar: "Com hauria John Bell enfocat aquesta dificultat? Què vol dir físicament aquesta discrepància?" Finalment vàrem entendre el problema.

El treball va ser un èxit immediat perquè la comunitat necessitava una justificació dels lagrangians quirals a partir de la QCD i saber com se'n podien obtenir els coeficients, almenys en principi, a partir d'una teoria fonamental. Els lagrangians quirals eren coneguts des dels anys seixanta d'una manera o una altra. A partir dels treballs fonamentals de Gasser i Leutwwyler, a principis dels vuitanta, adquiriren una certa "respectabilitat", però encara ningú no sabia com havia de deduir-los de la QCD.


Els treballs del grup de Sant Petersburg del professor Andrinov (actualment a la Universitat de Barcelona) i d'alguns altres ens van indicar el camí. La nostra aportacióva ser, sobretot, creure'ns el tractament, incorporar-hi el mecanisme del tractament de la simetria quiral i afegir-hi correccions de la QCD, més enllà de purs arguments de simetria. Les mateixes tècniques s'han emprat posteriorment en contexts molt diferents. Technicolor, elements de matriu d'interaccions febles, etc.

El treball pot ser criticat des de diferents punts de vista i avui sabem que és incomplet. És possible fer un tractament molt més general que proporciona una descripció molt millor de la teoria efectiva de la QCD a baixes energies. Aquest treball l'he realitzat en col·laboració amb Andrinov i Tarrach. Unes aplicacions pioneres al problema del trencament de la simetriaelectrofeble es van portar a terme en col·laboració amb Dobado i Hererro, en un treball que també ha estat molt citat.


Domènec Espriu
Departament de Física
Facultat de Física
Universitat de Barcelona


 


Font:


ROVIRA, Lluis; SENRA, Pau; JOU, David. Estudis bibliomètrics sobre la recerca en física a Catalunya. Barcelona: Institut D'Estudis Catalans, Arxius de les Seccions de Ciències, 2001. 101-102 p. ISBN84-7283-577-4




bottom