Обзоры hep-ph: тематический рубрикатор | |
Связанные состония в теории поля и спектр адронов | |
Найдены новые классические (неквантовые) решения неабелевых калибровочных теорий
SU(2) и SU(3). Это -- локализованные в пространстве решения, и интересно то, что
их свойства очень похожи на свойства обычных фотонов.
Похожесть доходит до того, что авторы задаются вопросом: а может быть,
классическую неабелевую теорию поля можно свести к простому описанию набора
невзаимодекйствующих фотоно-подобных частиц?
Авторы отмечают, что для случая глюонного поля одно из решений имеет вид кулоновского потенциала. Возникает заманчивое предположение: а может быть,
кварки внутри адронов удерживаются не из-за непрерывного обмена отдельными глюонами,
а просто из-за того, что в центре сидит классический дефект глюонного поля и
просто притягивает кварки к себе?
Авторы проверяют эту идею путем сравнения экспериментальных данных для спектра тяжелых кваркониев с предсказаниями их теории. Различие нигде не превышает 10%.
Что это -- очередной новый взгляд на адроны?
Уравнение Бете-Салпетера -- наиболее честный из пертурбативных подходов
к решению задачи о связанном состоянии в квантовой теории поля.
Решить его непросто. В данной статье речь идет как раз о решении
этого уравнения для простого случая, когда две скалярные частицы
притягиваются друг к другу за счет обмена другой скалярной частицей
и образуют связанное состояние. Для решения, проблема была вначале
переформулирована как вариационная задача, затем было дано общее решение,
и после этого детально проанализированы некоторые частные случаи
(например, нерелятивистский предел).
В квантовой механике резонансы часто описывают известной
брейт-вигнеровской формулой. Однако уже в квантовой механике
этот метод оказывается плохим, когда речь идет об очень широком резонансе,
т.е. когда время жизни резонанса сравнимо с простым временем прохода
падающих частиц через область взаимодействия.
В квантовой теории поля возникает множество
дополнительных усложнений: ширина резонанса начинает сильно зависеть
от текущей массы, могут возникать пороги, связанные с кинематическим
открытием новых каналов распада, и в результате форма резонанса
становится очень непохожей на брейт-вигнер.
К сожалению, в физике элементарных частиц
приходится иметь дело с такими широкими резонансами. Это, прежде всего,
сигма-мезон (очень широкий резонанс в s-волновом взаимодействии двух пионов),
про который до сих пор идут споры: есть он или нет его.
Но если он есть, то его надо как-то параметризовать. В данной статье обсуждает,
как это делать наиболее осмысленным способом.
На основании экспериментальных данных и собственных теоретических наработок,
автор проводит детальнейший анализ структуры всех мезонов в области масс 2-3 ГэВ.
Он выясняет, какие из них являются основными, а какие радиально или орбитально
возбужденными состояниями. Проанализировано, какую долю тяжелых скалярных мезонов
составляет глюоний.
Обычные мезоны состоят из кварка и антикварка. Один этот факт
уже ограничивает набор возможных значений квантовых чисел --
спина, C-четности и P-четности мезона. Существуют, однако,
экспериментальные указания на существование
мезонов, которые не вписываются в эти строгие рамки.
Такие мезоны принято называть экзотическими.
Точная их структура не ясна (это могут быть гибриды
кварк-антикварк-глюон или "молекулы" два кварка плюс два антикварка),
но уж точно это не простая кварк-антикварковая пара.
В этом смысле заголовок данной статьи выглядит несколько парадоксально: авторы утверждают, что решая уравнения
эволюции кварк-антикварковой пары (уравнения Бете-Салпитера),
они тем не менее получают решения для экзотических мезонов.
При этом важно, что авторы умудряются получать эти
решения без явного введения глюонов (то есть, формально
речь по-прежнему идет о двухчастичном связанном состоянии),
а экзотика возникает только благодаря введению нечетных по времени
кварк-антикварковых операторов. Предсказываемые массы
экзотических мезонов лежат как раз в той области, где эти
мезоны наблюдаются экспериментально.
Экспериментальные данные по сильновозбужденным мезонам
свидетельствуют в пользу того, что при больших массах мезонов
происходит востановление SU(2)_L * SU(2)_R и U(1)_A симметрий.
В работе исследуется связь между этим восстановлением и
динамикой конфайнмента.
|