Desconfinamiento a T alta ↔↔\leftrightarrow ruptura espontánea del centro del grupo de calibre

Para comprender la importancia de la simetría central, considere la teoría de Yang-Mills con gluones dinámicos y quarks de prueba estáticos. Los gluones son neutros con respecto a la carga correspondiente a las transformaciones de simetría central, mientras que los quarks de prueba están cargados. Ahora se puede caracterizar la estructura de fase de la teoría de la siguiente manera:

En la fase desconfinada pueden existir quarks de prueba únicos, mientras que en la fase confinada sólo hay singletes de color, es decir, no hay quarks de prueba libres. Esta afirmación se puede reformular usando energía libre: en la fase desconfinada, la energía libre de un solo quark de prueba estático es finita, mientras que en la fase confinada es infinita. la energia libre$F$de tal quark de prueba se puede describir en términos de un bucle de Polyakov$\Phi$(un bucle de Wilson alrededor de la dirección del tiempo euclidiana). Su valor esperado térmico está dado por$\langle\Phi\rangle=\exp(-F/T),$dónde$T$corresponde a la temperatura. La energía libre finita implica$\langle\Phi\rangle\neq0$, mientras que la energía libre infinita corresponde a$\langle\Phi\rangle=0$. La acción de la teoría es simétrica en el centro a todas las temperaturas, mientras que el valor esperado del bucle de Polyakov solo es invariante bajo transformaciones de simetría central si es cero. Por lo tanto, la simetría del centro se rompe espontáneamente en la fase desconfinada, donde$\langle\Phi\rangle$actúa como un parámetro de orden para la transición de fase.

Tenga en cuenta que el comportamiento de QCD completo (incluidos los quarks dinámicos) es mucho más complicado y los argumentos anteriores no se pueden usar de la misma manera.