Доминирование векторных мезонов

В физике векторное доминирование мезонов (VMD) представляло собой модель, разработанную Дж. Дж. Сакураем ^[1] в 1960-х годах, до появления квантовой хромодинамики для описания взаимодействий между энергичными фотонами и адронной материей.

В частности, адронные компоненты физического фотона состоят из легчайших векторных мезонов , и . Следовательно, взаимодействия между фотонами и адронной материей происходят путем обмена адроном между одетым фотоном и адронной мишенью. ${\displaystyle \rho }$ ${\displaystyle \omega }$ ${\displaystyle \phi }$

Фон

Адронный вклад в пропагатор фотонов в модели VMD

Измерения взаимодействия энергичных фотонов и адронов показывают, что взаимодействие гораздо более интенсивное, чем ожидалось при взаимодействии простых фотонов с электрическим зарядом адрона. Более того, взаимодействие энергичных фотонов с протонами аналогично взаимодействию фотонов с нейтронами ^[2] , несмотря на то, что структуры электрического заряда протонов и нейтронов существенно различаются.

Согласно ВМД, фотон представляет собой суперпозицию чистого электромагнитного фотона (который взаимодействует только с электрическими зарядами) и векторного мезона.

Сразу после 1970 г., когда стали доступны более точные данные об упомянутых выше процессах, появились некоторые расхождения с предсказаниями ВМД и были опубликованы новые расширения модели. ^[3] Эти теории известны как теории обобщенного доминирования векторных мезонов (GVMD).

ДМД и скрытая локальная симметрия

Хотя ультрафиолетовое описание стандартной модели основано на КХД, работа на протяжении многих десятилетий включала в себя написание низкоэнергетического эффективного описания КХД и, кроме того, постулирование возможного «двойного» описания. Одним из таких популярных описаний является скрытая локальная симметрия. ^[4] Двойственное описание основано на идее возникновения калибровочных симметрий в инфракрасной области сильно связанных теорий. Калибровочные симметрии на самом деле не являются физическими симметриями (физическими являются только глобальные элементы локальной калибровочной группы). Это возникающее свойство калибровочных симметрий было продемонстрировано в двойственности Зайберга ^[5] и позже в развитии соответствия AdS/CFT . ^[6] В своей обобщенной форме доминирование векторных мезонов появляется в AdS/CFT, AdS/QCD, AdS/конденсированной материи и некоторых двойственных конструкциях Зайберга. Поэтому это распространенная идея в сообществе теоретической физики.

Критика

Измерения фотон-адронных взаимодействий на более высоких энергетических уровнях показывают, что VMD не может предсказать взаимодействие на таких уровнях. В своей Нобелевской лекции ^[7] Дж. И. Фридман резюмирует ситуацию с ВМД следующим образом: «...это исключило модель [ВМД] как возможное описание глубоконеупругого рассеяния... расчеты обобщенного векторного доминирования в целом не дали результатов». опишите данные во всем кинематическом диапазоне..."

Модель доминирования векторных мезонов до сих пор иногда делает значительно более точные предсказания адронных распадов возбужденных легких мезонов с участием фотонов, чем последующие модели, такие как релятивистская модель кварков для волновой функции мезона и модель ковариантного осциллятора кварков. ^[8] Точно так же модель доминирования векторных мезонов превзошла пертурбативную КХД в предсказании переходных форм-факторов нейтрального пион- мезона, эта-мезона и эта-мезона, которые «трудно объяснить в рамках КХД». ^[9] Модель точно воспроизводит недавние экспериментальные данные о распадах ро-мезонов . ^[10] Для устранения недостатков, выявленных Фридманом и другими, было предложено обобщить модель доминирования векторных мезонов на более высокие энергии или учесть дополнительные факторы, присутствующие в случаях, когда VMD не работает. ^{[11] [12]}

Смотрите также

• Создание материи
• Структурная функция фотона

Примечания

1. Сакураи, Джей-Джей (1960). «Теория сильных взаимодействий». Анналы физики . 11 (1). Эльзевир Б.В.: 1–48. Бибкод : 1960AnPhy..11....1S. дои : 10.1016/0003-4916(60)90126-3. ISSN  0003-4916.
2. Бауэр, TH; Спитал, РД; Йенни, доктор медицинских наук; Пипкин, FM (1 апреля 1978 г.). «Адронные свойства фотона в высокоэнергетических взаимодействиях». Обзоры современной физики . 50 (2). Американское физическое общество (APS): 261–436. Бибкод : 1978РвМП...50..261Б. doi : 10.1103/revmodphys.50.261. ISSN  0034-6861.
3. Сакураи, Джей Джей; Шильдкнехт, Д. (1972). «Обобщенное векторное доминирование и неупругое электрон-протонное рассеяние - малая область». Буквы по физике Б. 40 (1). Эльзевир Б.В.: 121–126. дои : 10.1016/0370-2693(72)90300-0. ISSN  0370-2693. ${\displaystyle \omega }$
4. Бандо, Масако; Куго, Тайчиро; Ямаваки, Коичи (1988). «Нелинейная реализация и скрытые локальные симметрии». Отчеты по физике . 164 (4–5). Эльзевир Б.В.: 217–314. Бибкод : 1988PhR...164..217B. дои : 10.1016/0370-1573(88)90019-1. ISSN  0370-1573.
5. Зайберг, Н. (1995). «Электро-магнитная двойственность в суперсимметричных неабелевых калибровочных теориях». Ядерная физика Б . 435 (1–2): 129–146. arXiv : hep-th/9411149 . Бибкод : 1995NuPhB.435..129S. дои : 10.1016/0550-3213(94)00023-8. ISSN  0550-3213. S2CID  18466754.
6. Мальдасена, Хуан (1999). «Большой N-предел суперконформных теорий поля и супергравитации». Международный журнал теоретической физики . 38 (4): 1113–1133. arXiv : hep-th/9711200 . Бибкод : 1999IJTP...38.1113M. дои : 10.1023/а: 1026654312961. ISSN  0020-7748. S2CID  12613310.
7. Фридман, Джером И. (1 июля 1991 г.). «Глубоконеупругое рассеяние: сравнение с кварковой моделью». Обзоры современной физики . 63 (3). Американское физическое общество (APS): 615–627. Бибкод : 1991RvMP...63..615F. doi : 10.1103/revmodphys.63.615. ISSN  0034-6861.
8. См., например, Сотрудничество COMPASS, «Измерение радиационной ширины a ₂ (1320) и π ₂ (1670)» (11 марта 2014 г.) arXiv : 1403.2644
9. Ярослав Клопот, Армен Оганесян и Олег Теряев, «Модель осевой аномалии и доминирования векторных мезонов» (4 декабря 2013 г.) arXiv : 1312.1226
10. Д. Гарсиа Гудиньо, Г. Толедо Санчес, «Определение магнитного дипольного момента ро-мезона» (27 мая 2013 г.) arXiv : 1305.6345
11. В. А. Петров, «О векторном доминировании» (20 декабря 2013 г.) arXiv : 1312.5500
12. Стефан Леупольд и Карла Тершлюзен, «На пути к эффективной теории поля для векторных мезонов» (11 июня 2012 г.) (также анализируются обстоятельства, при которых VMD удается и не удается предсказать результаты экспериментов) arXiv : 1206.2253