論文の概要: Quantum simulation of in-medium QCD jets: momentum broadening, gluon
production, and entropy growth
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.01792v1
- Date: Tue, 4 Jul 2023 16:02:20 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-07-06 16:29:46.346964
- Title: Quantum simulation of in-medium QCD jets: momentum broadening, gluon
production, and entropy growth
- Title（参考訳）: in-medium qcdジェットの量子シミュレーション:運動量拡大、グルーオン生成、エントロピー成長
- Authors: Jo\~ao Barata, Xiaojian Du, Meijian Li, Wenyang Qian, Carlos A.
Salgado
- Abstract要約: 媒体内におけるQCDジェットのリアルタイム進化について検討する。
光フロントハミルトニアン形式に基づいて、多粒子ジェットプローブの進化を追跡するデジタル量子回路を構築する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Jets provide one of the primary probes of the quark-gluon plasma produced in
ultrarelativistic heavy ion collisions and the cold nuclear matter explored in
deep inelastic scattering experiments. However, despite important developments
in the last years, a description of the real-time evolution of QCD jets inside
a medium is still far from being complete. In our previous work, we have
explored quantum technologies as a promising alternative theoretical laboratory
to simulate jet evolution in QCD matter, to overcome inherent technical
difficulties in present calculations. Here, we extend our previous
investigation from the single particle $|q\rangle$ to the
$|q\rangle+|qg\rangle$ Fock space, taking into account gluon production. Based
on the light-front Hamiltonian formalism, we construct a digital quantum
circuit that tracks the evolution of a multi-particle jet probe in the presence
of a medium described as a stochastic color field. Studying the momentum
broadening of the jet state, we observe sizable sub-eikonal effects by
comparing to eikonal estimates. We also study the medium-induced modifications
to the gluon emission probability, which exhibit small corrections compared to
the vacuum splitting function. In addition, we study the time evolution of the
von-Neumann entropy associated with the quark component; we find that the
exponential of the entropy grows linearly in time for the bare quark but
super-linearly when taking into account gluon emission.
- Abstract（参考訳）: ジェットは超相対論的重イオン衝突で生成するクォークグルーオンプラズマと、深い非弾性散乱実験で探究された冷たい核物質の主要なプローブの1つである。
しかしながら、近年の重要な発展にもかかわらず、媒体内のqcdジェットのリアルタイム進化に関する記述は完成にはほど遠い。
これまでの研究では、qcd物質のジェット進化をシミュレートし、現在の計算における固有の技術的困難を克服するための、有望な代替理論実験室として量子技術を検討した。
ここでは、単一粒子 $|q\rangle$ からファック空間 $|q\rangle+|qg\rangle$ に拡張し、グルーオンの生成を考慮する。
光面ハミルトニアン形式に基づいて、確率的色場として記述された媒体の存在下で多粒子ジェットプローブの進化を追跡するデジタル量子回路を構築する。
噴流状態の運動量拡大について検討し,固有推定値と比較し,相当な固有効果を観測した。
また,真空分裂関数と比較して小さな補正を施したグルーオン放出確率の媒質変化について検討した。
さらに、クォーク成分に関連するフォン・ノイマンエントロピーの時間発展の研究を行い、エントロピーの指数関数は裸クォークに対して線形に成長するが、グルーオン放出を考慮すれば超線形に成長することを見出した。
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