Dominacja mezonów wektorowych - Vector meson dominance

W fizyce dominacja mezonów wektorowych (VMD) była modelem opracowanym przez JJ Sakurai w latach sześćdziesiątych XX wieku przed wprowadzeniem chromodynamiki kwantowej do opisu oddziaływań między energetycznymi fotonami a materią hadronową .

W szczególności hadronowe składniki fizycznego fotonu składają się z najlżejszych mezonów wektorowych , i . Dlatego interakcje między fotonami i materią hadronową zachodzą poprzez wymianę hadronu między ubranym fotonem a hadronowym celem.

tło

Hadronowy udział w propagatorze fotonów w modelu VMD

Pomiary interakcji między energetycznymi fotonami i hadronami pokazują, że oddziaływanie to jest znacznie bardziej intensywne niż oczekiwano w wyniku oddziaływania samych fotonów z ładunkiem elektrycznym hadronów. Ponadto oddziaływanie fotonów energetycznych z protonami jest podobne do oddziaływania fotonów z neutronami, mimo że struktury ładunków elektrycznych protonów i neutronów są zasadniczo różne.

Według VMD foton jest superpozycją czystego fotonu elektromagnetycznego (który oddziałuje tylko z ładunkami elektrycznymi) i mezonu wektorowego.

Tuż po 1970 roku, gdy dostępne stały się dokładniejsze dane dotyczące powyższych procesów, pojawiły się pewne rozbieżności z przewidywaniami VMD i opublikowano nowe rozszerzenia modelu. Teorie te są znane jako uogólnione teorie dominacji mezonów w wektorach (GVMD).

VMD i ukryta lokalna symetria

Podczas gdy opis modelu standardowego w ultrafiolecie oparty jest na QCD, przez wiele dziesięcioleci prace obejmowały napisanie opisu QCD o niskim zużyciu energii, a następnie sformułowanie możliwego opisu „podwójnego”. Jednym z takich popularnych opisów jest ukryta symetria lokalna. Opis dualny oparty jest na idei pojawienia się symetrii cechowania w podczerwieni teorii silnie sprzężonych. Symetrie mierników nie są w rzeczywistości symetriami fizycznymi (tylko elementy globalne lokalnej grupy mierników są fizyczne). Ta wyłaniająca się właściwość symetrii cechowania została zademonstrowana w dualności Seiberga, a później w rozwoju korespondencji AdS / CFT . W swojej uogólnionej formie, Vector Meson Dominance pojawia się w AdS / CFT, AdS / QCD, AdS / skondensowanej materii i niektórych podwójnych konstrukcjach Seiberga. Dlatego jest to powszechna idea w środowisku fizyków teoretycznych.

Krytyka

Pomiary interakcji foton-hadron na wyższych poziomach energii pokazują, że VMD nie może przewidzieć interakcji na takich poziomach. W swoim wykładzie Nobla JI Friedman podsumowuje sytuację VMD w następujący sposób: „… wyeliminowało to model [VMD] jako możliwy opis głębokiego nieelastycznego rozpraszania… obliczenia uogólnionej dominacji wektorów generalnie nie opisały danych w całym zakresie kinematycznym… ”

Model Vector Meson Dominance nadal czasami czyni znacznie dokładniejsze prognozy hadronowych rozpadów wzbudzonych mezonów świetlnych z udziałem fotonów niż późniejsze modele, takie jak relatywistyczny model kwarkowy dla funkcji falowej mezonu i kowariantny model kwarku oscylatora . Podobnie model Vector Meson Dominance przewyższał perturbacyjną QCD w prognozowaniu przejściowych czynników kształtu neutralnego pionu mezonu, eta mezonu i eta pierwszego mezonu, które są „trudne do wyjaśnienia w QCD”. Model dokładnie odtwarza ostatnie dane eksperymentalne dotyczące rozpadów mezonu rho . Zaproponowano uogólnienie modelu dominacji mezonów wektora na wyższe energie lub rozważenie dodatkowych czynników występujących w przypadkach, gdy VMD zawodzi, w celu usunięcia niedociągnięć zidentyfikowanych przez Friedmana i innych.

Zobacz też

Uwagi

  1. ^ Sakurai, JJ (1960). „Teoria oddziaływań silnych”. Roczniki Fizyki . Elsevier BV. 11 (1): 1–48. doi : 10.1016 / 0003-4916 (60) 90126-3 . ISSN  0003-4916 .
  2. ^ Bauer, TH; Spital, RD; Yennie, DR; Pipkin, FM (01.04.1978). "Hadronowe właściwości fotonu w oddziaływaniach wysokoenergetycznych". Recenzje fizyki współczesnej . Amerykańskie Towarzystwo Fizyczne (APS). 50 (2): 261–436. doi : 10.1103 / revmodphys.50.261 . ISSN  0034-6861 .
  3. ^ Sakurai, JJ; Schildknecht, D. (1972). „Uogólniona dominacja wektorów i nieelastyczne rozpraszanie elektron-proton - mały region ′”. Physics Letters B . Elsevier BV. 40 (1): 121–126. doi : 10.1016 / 0370-2693 (72) 90300-0 . ISSN 0370-2693 . 
  4. ^ Bando, Masako; Kugo Taichiro; Yamawaki, Koichi (1988). „Nieliniowa realizacja i ukryte symetrie lokalne”. Raporty fizyki . Elsevier BV. 164 (4–5): 217–314. doi : 10.1016 / 0370-1573 (88) 90019-1 . ISSN  0370-1573 .
  5. ^ Seiberg, N. (1995). „Dwoistość elektryczno-magnetyczna w supersymetrycznych teoriach cechowania nieabelowego”. Fizyka jądrowa B . 435 (1–2): 129–146. arXiv : hep-th / 9411149 . doi : 10.1016 / 0550-3213 (94) 00023-8 . ISSN  0550-3213 . S2CID  18466754 .
  6. ^ Maldacena, Juan (1999). „Wielki limit N superconformalnych teorii pola i supergrawitacji”. International Journal of Theoretical Physics . 38 (4): 1113–1133. arXiv : hep-th / 9711200 . doi : 10.1023 / a: 1026654312961 . ISSN  0020-7748 . S2CID  12613310 .
  7. ^ Friedman, Jerome I. (01.07.1991). „Głębokie nieelastyczne rozpraszanie: Porównania z modelem kwarkowym”. Recenzje fizyki współczesnej . Amerykańskie Towarzystwo Fizyczne (APS). 63 (3): 615–627. doi : 10.1103 / revmodphys.63.615 . ISSN  0034-6861 .
  8. ^ Zobacz np. The COMPASS Collaboration, „Measurement of radiative widths of a 2 (1320) and π 2 (1670)” (11 marca 2014) arXiv : 1403.2644
  9. ^ Yaroslav Klopot, Armen Oganesian i Oleg Teryaev, „Axial anomaly and vector meson dominance model” (4 grudnia 2013) arXiv : 1312.1226
  10. ^ D. García Gudiño, G. Toledo Sánchez, „Wyznaczanie magnetycznego momentu dipolowego mezonu rho” (27 maja 2013) arXiv : 1305.6345
  11. ^ VA Petrov, „On Vector Dominance” (20 grudnia 2013) arXiv : 1312,5500
  12. ^ Stefan Leupold i Carla Terschlusen, „W kierunku efektywnej teorii pola dla mezonów wektorowych” (11 czerwca 2012 r.) (Również analizując okoliczności, w których VMD jest i nie jest skuteczne w przewidywaniu wyników eksperymentalnych) arXiv : 1206.2253