Remarks on some new models of interacting quantum fields with indefinite metric

We study quantum field models in indefinite metric. We introduce the modified Wightman axioms of Morchio and Strocchi as a general framework of indefinite metric quantum field theory (QFT) and present concrete interacting relativistic models obtained by analytical continuation from some stochastic processes with Euclidean invariance. As a first step towards scattering theory in indefinite metric QFT, we give a proof of the spectral condition on the translation group for the relativistic models.Comment: 13 page

Inequalities for trace anomalies, length of the RG flow, distance between the fixed points and irreversibility

I discuss several issues about the irreversibility of the RG flow and the trace anomalies c, a and a'. First I argue that in quantum field theory: i) the scheme-invariant area Delta(a') of the graph of the effective beta function between the fixed points defines the length of the RG flow; ii) the minimum of Delta(a') in the space of flows connecting the same UV and IR fixed points defines the (oriented) distance between the fixed points; iii) in even dimensions, the distance between the fixed points is equal to Delta(a)=a_UV-a_IR. In even dimensions, these statements imply the inequalities 0 =< Delta(a)=< Delta(a') and therefore the irreversibility of the RG flow. Another consequence is the inequality a =< c for free scalars and fermions (but not vectors), which can be checked explicitly. Secondly, I elaborate a more general axiomatic set-up where irreversibility is defined as the statement that there exist no pairs of non-trivial flows connecting interchanged UV and IR fixed points. The axioms, based on the notions of length of the flow, oriented distance between the fixed points and certain "oriented-triangle inequalities", imply the irreversibility of the RG flow without a global a function. I conjecture that the RG flow is irreversible also in odd dimensions (without a global a function). In support of this, I check the axioms of irreversibility in a class of d=3 theories where the RG flow is integrable at each order of the large N expansion.Comment: 24 pages, 3 figures; expanded intro, improved presentation, references added - CQ

Mercury evasion from a boreal peatland determined with advanced REA and chamber methods

Gasförmiges, elementares Quecksilber (Hg^0) ist die dominierende Form von Hg in der Atmosphäre und steht in ständigem Austausch mit Böden und Wasseroberflächen. In borealen Mooren ist dieser Land-Atmosphären-Austausch von Hg^0 von besonderer Relevanz. - in solch anoxischen Ökosystem bildet sich das hochtoxische Methylquecksilber (MeHg) - , da sich verändernde Depositions- und Emissionsraten den Hg-Pool im Boden beeinflussen. Um natürliche influssfaktoren zu bestimmen, welche die Reduktion von Hg(II) zu Hg^0 und damit die Ausgasung fördern, haben wir dynamische Durchflusskammern (DFCs) verwendet. Der Effekt von erhöhter Schwefel- und Stickstoffdeposition sowie veränderten Temperatur- und Feuchtebedingungen auf den Hg^0-Fluss wurden untersucht und typische Flussraten für unser Untersuchungsgebiet quantifiziert. Das boreale Moor liegt etwa 10 Kilometer westlich von Vindeln, in der Provinz Västerbotten in Schweden. Um den ganzjährigen In- und Output von Hg^0 über die Atmosphäre zu quantifizieren, entwickelten wir ein neues Relaxed Eddy Accumulation (REA) System mit zwei Lufteinlässen, nur einem Detektor und einem ausgefeilten, automatischen Kalibrationsmodul. Während den Hg-Messungen wurden meteorologische Parameter, im Wasser gelöstes Hg^0(DGM) und die Gesamtdeposition von Hg gemessen. Letztere während der Vegetationsperiode 2014. Das Gesamt-Hg im Boden und im Abflussbereich des Moores wurde vorgängig bestimmt und trägt zum besseren Verständnis des Hg-Kreislaufs bei. Hohe Schwefeldepositionen, wie sie in den 80er-Jahren in Schweden üblich waren, führten zu einer Hemmung von Hg-Emissionen. Dies ist mit einer initialen Ausgasung von Hg zu Beginn des Versuches oder mit dem Binden von Hg an Schwefelgruppen und anschliessendem Abtransport im Oberflächenwasser zu erklären. DFC-Messungen im Juli 2014 wurden während Strahlungstagen durchgeführt und zeigten einen deutlichen Tagesgang und eine starke lineare Abhängigkeit von der Temperatur innerhalb und ausserhalb der Kammern. Erste Auswertungen der REA-Daten zeigten eine Spannweite der Monatsmittelwerte zwischen -6 ng m^-2 h^-1 im November 2013 und 15 ng m^-2 h^-1 im Juni 2014. Hg^0-Emissionen dominierten während des Sommers und Hg^0-Deposition von Spätherbst bis Frühling. Als erste Forschungsgruppe gelang es uns, den Hg^0-Fluss über einem borealen Moor während eines ganzen Jahres zu messen und dabei REA erfolgreich anzuwenden. Des Weiteren konnten wir mit DFC-Messungen Faktoren identifizieren, welche Hg^0-Emissionen hemmen oder begünstigen. Die Ausgasung von Hg^0 in die Atmosphäre scheint die Menge im Abfluss deutlich zu übersteigen und deutet darauf hin, dass das boreale Moor heute nicht nur eine Quelle für MeHg, sondern auch für Gesamt-Hg ist

Theory for the Doping Dependence of Spin Fluctuation Induced Shadow States in High-Tc_{c} Superconductors

We analyze the doping dependence of the intensity and energetical position of shadow states in high -T$_{c}$ superconductors within the 2D Hubbard model and using our recently developed numerical method for the self consistent summation of bubble and ladder diagrams. It is shown that shadow states resulting from short range antiferromagnetic correlations occur for small but finite excitation energies which decrease for decreasing doping, reflecting a dynamically broken symmetry with increasing lifetime. Simultanously, the intensity of these new states increases, the quasiparticle dispersion is strongly flattened, and a pseudogap in the density of states occurs. Finally, we discuss the importance of flat bands at the Fermi level and nesting of the Fermi surface as general prerequisites for the observability of shadow states.Comment: 9 pages (TeX) with 3 figures (Postscript

Functional Integral Construction of the Thirring model: axioms verification and massless limit

We construct a QFT for the Thirring model for any value of the mass in a functional integral approach, by proving that a set of Grassmann integrals converges, as the cutoffs are removed and for a proper choice of the bare parameters, to a set of Schwinger functions verifying the Osterwalder-Schrader axioms. The corresponding Ward Identities have anomalies which are not linear in the coupling and which violate the anomaly non-renormalization property. Additional anomalies are present in the closed equation for the interacting propagator, obtained by combining a Schwinger-Dyson equation with Ward Identities.Comment: 55 pages, 9 figure

Criticality in the 2+1-dimensional compact Higgs model and fractionalized insulators

We use a novel method of computing the third moment M_3 of the action of the 2+1-dimensional compact Higgs model in the adjoint representation with q=2 to extract correlation length and specific heat exponents nu and alpha, without invoking hyperscaling. Finite-size scaling analysis of M_3 yields the ratio (1+alpha)/nu and 1/nu separately. We find that alpha and nu vary along the critical line of the theory, which however exhibits a remarkable resilience of Z_2 criticality. We propose this novel universality class to be that of the quantum phase transition from a Mott-Hubbard insulator to a charge-fractionalized insulator in two spatial dimensions.Comment: 4 pages, 3 figures, submitted to Phys. Rev. Let

Supersymmetric Distributions, Hilbert Spaces of Supersymmetric Functions and Quantum Fields

The recently investigated Hilbert-Krein and other positivity structures of the superspace are considered in the framework of superdistributions. These tools are applied to problems raised by the rigorous supersymmetric quantum field theory.Comment: 24 page