Автореферат (Реджевская спектроскопия мезонов и приложения АдСКТП соответствия к физике сильного взаимодействия)

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТНа правах рукописиПусенков Илья ВалерьевичРЕДЖЕВСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ МЕЗОНОВ ИПРИЛОЖЕНИЯ АдС/КТП СООТВЕТСТВИЯ К ФИЗИКЕСИЛЬНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ01.04.02 – Теоретическая физикаАвторефератдиссертации на соискание ученой степени кандидатафизико-математических наукСанкт-Петербург2016Работа выполнена на ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственныйуниверситет»НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ:д.ф.-м.н., проф. СПбГУ Афонин Сергей СергеевичОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:к.ф.-м.н., ПИЯФ им. Б.П. Константинова НИЦ «Курчатовский институт»с.н.с.

Кудрявцев Вячеслав Александровичд.ф.-м.н., проф. Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А.Бонч-Бруевичапроф. Савушкин Лев НиколаевичВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ:Московский государственный университет им.

М.В. ЛомоносоваЗащита состоится “8” декабря 2016 г. в 15 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.232.24 по защите докторских и кандидатских диссертаций при СПбГУ по адресу: 199004, Санкт-Петербург, Средний пр., д.41/43, ауд. 304.С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке им. М. Горького СПбГУ и на сайтеhttps://disser.spbu.ru/Автореферат разослан “”2016 г.Отзывы и замечания по автореферату в двух экземплярах, заверенныепечатью, просьба высылать по адресу 198504, Санкт–Петербург, Ульяновская ул., д.1, корпус И, каб.

412.Ученый секретарьдиссертационного советаАксёнова Елена ВалентиновнаОбщая характеристика работыАктуальность темыОдной из основных задач современной физики является описание сильновзаимодействующих систем. К таким задачам можно отнести выявление механизма низкоэнергетических сильных взаимодействий. В течение нескольких десятилетий эта проблема остаётся нерешенной несмотря на существование квантовой хромодинамики (КХД) для описания сильных взаимодействий. В КХД значительного успеха удаётся достичь, используя теорию возмущений, которая применима для высокоэнергичных процессов.

Для низкихэнергий необходимы новые непертурбативные подходы.Важной проблемой физики адронов является описание спектров возбужденных резонансов. Спектр радиальных возбуждений для векторных мезонов(J P C = 1−− ) со скрытым кварковым ароматом достаточно подробно измеренна эксперименте, особенно в секторе тяжелых кварков. Эти данные предоставляют нам уникальную возможность изучить поведение адронного спектра при фиксированных квантовых числах в зависимости от масс кварков,из которых они состоят.

Построение феноменологического описания для масскваркониев может помочь не только систематизировать возбуждения и сделать новые предсказания, но и лучше понять физику низкоэнергетическихпроцессов.Физическое обоснование формы спектральной зависимости возникают изразличного рода моделей.

Не так давно появился новый подход — называемый «голографическим» — для описания спектров, некоторых ширин полураспада, формфакторов и других характеристик адронов. В связи с этимпостроение подобной модели для кваркониев произвольного кваркового состава является актуальной задачей.Разработанность темыТеоретическое изучение спектра мезонов началось еще с феноменологической теории Редже, предложенной в 1959 году, согласно которой адроны,изображенные на плоскостях (J, M 2 ) и (n, M 2 ), ложатся на линейные траектории с одинаковым наклоном и различными интерсептами.

Для воспроизведения полученного спектра применяются несколько различных подходов.Такое поведение спектра было получено Венециано из полюсов предложенной им амплитуды. Вскоре стало понятно, что подобные амплитуды мож3но получить из теории струн, которая, изначально была построена как теориясильного взаимодействия. С появлением КХД возникли кварковые потенциальные модели, в которых необходимый спектр возникал в эффективнойтеории с линейно растущим на бесконечности потенциалом, описывающимконфайнмент, и кулоновским поведением на малых расстояниях. Также вКХД получалось, что глюонное поле локализуется в трубке.

Этот факт стимулировал создание струноподобных моделей. Не стоит путать эти моделис теорией струн, в которой струна постулируется как элементарный объект,в то время как в рассматриваемых моделях струна является эффективнымописанием глюонного поля. Многообещающим и сравнительно новым методом для воспроизведения спектра радиально возбужденных состояний сталаКХД на решетке. Спектры легких мезонов, чармония и других тяжелых мезонов хорошо воспроизведены решёточными вычислениями.В 2005 году были предложены первые голографические модели для описания мезонов.

Предложенная модель «жёсткой стенки» [6] воспроизводилане реджевский спектр радиальных возбуждений, однако с поведением формфакторов и ширин полураспада справлялась достаточно хорошо. Уже в 2006году была предложена новая модель [7], называемая моделью «мягкой стенки», в которой спектр имел реджевскую форму. Обе голографические модели, приведенные выше, применяются для описания самых легких векторныхмезонов со скрытым ароматом — ρ и ω-мезонов.

Работ по применению голографии для тяжелых кваркониев очень мало, поэтому это направление оченьинтересно для изучения.ЦелиОдной из целей данной работы является поиск нового универсальногоописания радиально—возбужденных состояний мезонов разного кварковогосостава. Исследование полученного результата на новые предсказания. Поиск модели, описывающей универсальным образом реджевские траекториимезонов и проверка модели на ее достоверность посредством различных феноменологических тестов. Можно сформулировать основные цели работы:1.

Поиск универсального анзатца для описания векторных мезонов соскрытым ароматом.2. Теоретическое обоснование полученного анзатца. Предложение соответствующей модели.43. Построение голографической модели, дающей реджевский спектр мезонов, наклон и интерсепт которой зависели бы от массы кварков. Проверка согласованности с предсказаниями других теорий.Основные положения, выносимые на защиту1.

Предложено обобщение реджевской формы радиального спектра мезонов на случай тяжелых кваркониев.2. Разработана модель, в рамках которой возникает данное обобщение.Проведен анализ возникающих следствий для феноменологии мезонов.3. Построен новый класс голографических моделей для описания векторных мезонов с произвольной массой кварков.Научная новизна1.

Впервые построен линейный реджевский анзатц для спектра мезонов,описывающий легкие и тяжелые мезоны одновременно. Предложена модель радиально статичной мезонной струны, приводящей к данномуспектру.2. Впервые построен класс голографических моделей, одновременно описывающих как легкие, так и тяжелые мезоны.Научная и практическая значимостьПредложенный вид спектра является проверкой для других моделей наспособность описывать спектр радиальных возбуждений универсальным образом. Новый способ описания спектров кваркониев может быть расширен надругие мезоны.

Предложенный класс голографических моделей может бытьобобщен и использован для описания новых частиц, таких как экзотическиечастицы, барионы и глюболы. Дополнительное усложнение найденного намикласса моделей позволит описывать новые физические эффекты, такие каксвязанное с образованием кварк—глюонной плазмы «таяние» мезонов прибольшой энергии столкновения.5АпробацияОсновные результаты работы докладывались на следующих конференциях и школах:1. 19-я Международная Московская Школа Физики (42-ая зимняя школаИТЭФ), 16-22.02.2014, Москва.2.

Quark Confinement and the Hadron Spectrum XI, 7-12.09.2014, SaintPetersburg, Russia.3. International Conference dedicated to the Novozhilov’s 90-th anniversary,2-5.12.2014, Petergof, Russia.4. V International Conference «Models in Quantum Field Theory» dedicatedto Alexander Nikolaevich Vasiliev, 21-25.09.2015, Petergof, Russia.5. 19th International Seminar on High Energy Physics «QUARKS-2016»,29.06.2016 — 4.07.2016, Pushkin, Russia.ПубликацииОсновные результаты по теме диссертации опубликованы в 5 печатныхизданиях, индексируемых базами данных «Web of Science» или «SCOPUS» ивключенных в список ВАК и в базы данных РИНЦ [1–5].Личный вклад автораВсе основные результаты получены соискателем лично либо при его прямом участии в неразделимом соавторстве.Объем и структураДиссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, приложений и списка литературы из 113 наименований.

Работа изложена на 100 страницах исодержит 12 рисунков и 11 таблиц.Содержание работыВо Введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформулирована цель и аргументирована научная новизна исследований, описаны6методология и методы исследования, степень разработанности темы исследования, а также показана практическая значимость полученных результатови представлены выносимые на защиту научные положения.В первой главе приведен короткий обзор существующих моделей дляописания спектров мезонов. Рассматриваются релятивистские и нерелятивистские кварковые модели, модели адронной струны и подходы, связанныес квазипотенциалом и уравнением Бете—Солпитера.Во второй главе предложено новое универсальное соотношение на массы векторных мезонов со скрытым ароматом.