1 / 18

Pochodzenie masy hadronów

Pochodzenie masy hadronów. Motywacja: Generacja mas hadronów i rola symetrii chiralnej Promieniowanie z gorącej materii jądrowej Mezony wektorowe Wybrane wyniki eksperymentalne: T=70-80 MeV HADES@GSI T=150-180 MeV: CERES@SPS, NA60@SPS. Masa a "energia wiązania". mu, d ~ 5 MeV

helena
Download Presentation

Pochodzenie masy hadronów

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Pochodzenie masy hadronów • Motywacja: • Generacja mas hadronów i rola symetrii chiralnej • Promieniowanie z gorącej materii jądrowej • Mezony wektorowe • Wybrane wyniki eksperymentalne: • T=70-80 MeV HADES@GSI • T=150-180 MeV: CERES@SPS, NA60@SPS

  2. Masa a "energia wiązania" mu, d ~ 5 MeV Mp =940 MeV >> 3mq ! Masa jest generowana przez oddziaływanie !

  3. Generacja mas • Masa obiektuzłożonego jest sumąmas składników, ale tylko w przybliżeniu! : • Energia wiązania zmniejsza masę • W atomach: efekt rzędu 10-8 • W jądrze atomowym: efekt rzędu 10-2 (8 MeV/c2 /938 MeV/c2) • A w protonie? • mp ≈ 1 GeV/c2 >> 2mu+md ≈ 20 MeV/c2 ! Cała masa jest generowana z oddziaływania ! Jest to efekt spontanicznego złamania symterii chiralnej oddziaływań silnych (SB) • Co to jest symteria chiralna?

  4. Przypomnienie z teorii… Macierze  - Pauli macierze Pauliego r. Diraca = 0 Rozwiązanie:  exp(-ip x ) (f. sprzężona) • bi-spinor •  - spinor E>0 dla E>>m (lub m=0)  p = 1 (lub Lewo, Prawo-skrętny) (helicity) E<0

  5. Teoria pola i zasada najmniejszego działania • W mechanice klasycznej: V. Koch : arXiv:nucl-th/9512029 • w teorii pola : pola cząstek np: pion (0-): mezon (1-) wektorowy skalar (0+) mezon (1+) pseudowekt. L - Lagrangian analogicznie zasada wariacyjna daje Np.:

  6. .. równanie Diraca i Kleina- Gordona R. Diraca (fermiony) R. Kleina-Gordona (bozony) • człon masowy dla bozonu– funkcja skalarna w kwadracie !

  7. Symterie L - Twierdzenie Noether Jeżeli funkcja L ma symetrię globalną względem jakiejś transformacji T to zachowane są prądy oraz ładunki związane z tą symetrią Np.: dla bezmasowych kwarków (u,d) transformacja obrotu w przestrzeni izospinu -> Transformacja V prąd wektorowy (zachowanie izospinu)  - generator transformacji SU(2)- macierze Pauliego Transformacja A prąd osiowo-wektorowy (aksialny) • dodanie członu masowego łamie symetrię A !

  8. Lagrangian QCD w próżni current quark masses: mu ≈ md ≈ 5-10MeV (~0) 8 gluon fields (Aa ) 2 quark flavours operator skrętności ("helicity") dla mq =0 p s (R)

  9. Chiral symmetry of QCD Chiral U(2)V × U(2)A transformation LQCDniezmienniczy (do O(mq=0!) względem transofmacji V (wektorowej) i A (osiowej) Axial currents(3) vector current's (3) SU(2)LxSU(2)R U(2)V × U(2)A p s (L) p s (R)

  10. R L Intepretacja symterii chiralnej UV(α) : Rotacja pomiędzy róznymi stanami izospinowymi --- te same masy róznych stanów izospinowych: np. pionu – symteria zachowana w próżni! UA(α) : Rotacja pomiędzy stanami o różnej parzystości (partnerzy chiralni) --- te same masy partnerów chiralnych np. pionu i mezonu sigma lub mezonu (760) (1-) i a1(1260)(1+) - SYMTERIA ŁAMANA w próżni W swiecie kwarków: 1) chiralność zachowana w oddziaływaniach silnych: 2) znikanie kondensatów bo: Symteria złamana-> pojawianie się kondensatów

  11. 1- 1+ Parnterzy chiralni 0- 0+ Mezonycu Mezonycs Mezony lekkie 1+ (2.54) 1+ (2.46) 1+ (2.46) 1+ (2.42) 0+ (2.32) 0+ (2.31) f0 0+ 1- (2.01) 1- (2.11) Ds D0 0- (1.96) Widma hadronów - partnerzy chiralni • Widma hadronów : dublety chiralne przykład dla mezonów z l=0 • różne masy parnerów chiralnych! • przewidziane w 1992-94 dla układów cl(=u,d) przez M.Nowak, Rho, Zahed, Bardeen, Hill • i... Zmierzonew 2003 przez BELLE, CLEO, BARBAR SBrozszczepienie ~400 MeV/c2 0- (1.86)

  12. “Dane”: obliczenia na siatkach [Bowman etal ‘02] Linia: Model instantonu [Diakonov+Petrov ’85, Shuryak] rN 1 fm 1 fm r Łamanie (spontaniczne) Symetrii Chiralnej • Hadrony: obiekty rozciągłe r 1 fm, zbudowane z „uwięzionych kwarków” nieperturbacyjne effekty dominujące! • Symetria chiralna jest złamana spontanicznie (LQCD zachowuje symetrię ale stan podstawowy nie!) poprzez pojawianie się kondensatów w próżni→ generacja masy konstytuentnej kwarków mu/d 300 MeV/c2 • piony: bozony Goldstona • SU(2)V zachowana (izospin!) • dublety chiralne!

  13. Klimt, Lutz,Weise Phys.Lett.B249(1990) 386 2 fm B 1fm = 0  0 0 Próżnia QCD w materii- skalowanie BR • Prosta interpretacja hadron w materii jądrowej: • hadrony to „dziury” w próżni wybite przez kwarki • Kondensat w materii jądrowej Czy można to zmierzyć ? Skalowanie Brown-Rho (B-R) mh *= mh(1-*/0) Brown,Rho Phys.Lett. 66(1991)2720

  14. Kondensat kwarkowy a przejście fazowe Early Universe Quark-Gluon Plasma LHC Cross over RHIC <qq> (Lattice QCD) SPS FAIR SIS Hadron gas Neutron Stars Znikanie kondensatu kwarkowego pokrywa się z granicą przejścia masowego: -> zmiany mas hadronów sygnałem przejścia?

  15. Rozpady dwóciałowe (line): 2AGeV Ca+Ca  V→ e+e- • Pomiar własnosci (m, ) -> f. spektralna mezonów wektorowych ,,  w materii (reakcje pA, A, AA ) poprzez rozpady dileptonowe e+e-lub µ+µ- • Rozpady trójciałowe (Dalitz) (continuum): • Niezaburzona informacja z wnętrza materii • małe prawd.(2) rozpadu w kanał dielektronowy • Duże tło hadronowe e+ V→e+e- X c 10-15 fm/c • CB – Tło kombinatoryczne z rozpadów0 Dalitz+ konwersja fotonów! Me+e [GeV/c2}- e- Metoda eksperymentalna

  16. Dieleptony z SPS (CERN) e+ e- NN-coll. Hadron Gas Au + Au @ SPS QGP “Freeze-Out” r t~10-12 fm • faza wczesna: "twarde" procesy (Drell-Yan) • QGP- anihilacja partonów • emisja ze źródła termalnego : • QGP + hadron gaz • faza zakrzepnięcia (chemiczne+termiczne) • 0e+e-,  e+e- • ... W widmie masy e+e- zakodowana jest cała informacja o przebiegu reakcj i!!!

  17. Widma di-muonów z reakcji In+In @ 158 AGeV Faza końcowa („freeze-out”) -mezony // Emisja z fazy gorącej i gęstej: +-  +-

  18. Widma di-muonów z eksperymentu Na60 widmo di-muonów z odjętym przyczynkiem od fazy końcowej (//  ) Emisja z fazy partonowej : M> 1 GeV q q+- „Widmo Plancka” T=190 MeV

More Related