Nicht-störungstheoretische QCD in Systemen schwerer Quarks

Das Projekt behandelt die theoretische Analyse von Effekten der starken Wechselwirkung in schwachen Prozessen von Hadronen, die das schwere Beauty-Quark enthalten. Die schwachen Wechselwirkungen des b-Quarks ermöglichen die Untersuchung einer fundamentalen Eigenschaft der Natur - die als CP-Verletzung bekannte Asymmetrie von Materie und Antimaterie. Sie erlauben ebenfalls eine Messung der unbekannten Parameter des Standardmodells, die die Mischung von schweren und leichten Quarkzuständen beschreiben, und erlauben Einsichten in die Physik jenseits des Standardmodells. Um in B-Physik-Experimenten das Standardmodell zu testen, muss man die relativ einfachen schwachen Wechselwirkungen des b-Quarks von dessen komplizierten starken Wechselwirkungen separieren. Die starken Wechselwirkungen sind mit dem Confinement des b-Quarks innerhalb des Hadrons verknüpft und werden mit Hilfe der Quantenchromodynamik (QCD) beschrieben. Die nichtperturbativen Effekte der QCD stellen die größte Herausforderung an die Beschreibung der schwachen Prozesse von Beauty-Hadronen dar. Experimentelle Untersuchungen der schwachen Zerfälle von schweren Hadronen liefern wichtige Informationen über die Struktur von Hadronen und über die QCD im nichtperturbativen Bereich. Trotz großer Fortschritte in der theoretischen Beschreibung von nichtperturbativen QCD-Effekten in Systemen mit schweren Quarks verlangt der zu erwartende Strom von experimentellen Daten präzisere theoretische Vorhersagen. Dieses Projekt stellt eine neue Analyse zur Behandlung von nicht-störungstheoretischen Effekten dar, in dem es verschiedene Methoden der nichtperturbativen QCD kombiniert. Die Analyse beruht auf dem jüngst gezeigten Zusammenhang von QCD-Summenregeln und effektiven Constituent-Quarkmodellen. Diese Korrespondenz eröffnet zwei viel versprechende Möglichkeiten: 1. Das Constituent-Quark-Bild ist die wichtigste Methode, mit der sich das gesamte Hadronenspektrum und angeregte Zustände beschreiben lassen. Der Zusammenhang mit den Summenregeln kann diesem Bild eine fundierte Beschreibung im Rahmen der QCD zugrunde legen. 2. Diese Korrespondenz führt zu einer Verbesserung der QCD-Summenregeln. Insbesondere ermöglicht sie die Wahl von optimalen Parametern in den Summenregeln für Systeme schwerer Quarks. Die Ergebnisse der optimierten QCD-Summenregeln werden verwendet, um eine bessere Kontrolle über die chirale Extrapolation und die Extrapolation in der schweren Quarkmasse auf dem Gitter zu erhalten. Wir erwarten als Resultat eine deutliche Verbesserung der oben erwähnten Methoden.

Das Projekt behandelt die theoretische Analyse von Effekten der starken Wechselwirkung in schwachen Prozessen von Hadronen, die das schwere Beauty-Quark enthalten. Die schwachen Wechselwirkungen des b-Quarks ermöglichen die Untersuchung einer fundamentalen Eigenschaft der Natur - die als CP-Verletzung bekannte Asymmetrie von Materie und Antimaterie. Sie erlauben ebenfalls eine Messung der unbekannten Parameter des Standardmodells, die die Mischung von schweren und leichten Quarkzuständen beschreiben, und erlauben Einsichten in die Physik jenseits des Standardmodells. Um in B-Physik-Experimenten das Standardmodell zu testen, muss man die relativ einfachen schwachen Wechselwirkungen des b-Quarks von dessen komplizierten starken Wechselwirkungen separieren. Die starken Wechselwirkungen sind mit dem Confinement des b-Quarks innerhalb des Hadrons verknüpft und werden mit Hilfe der Quantenchromodynamik (QCD) beschrieben. Die nichtperturbativen Effekte der QCD stellen die größte Herausforderung an die Beschreibung der schwachen Prozesse von Beauty-Hadronen dar. Experimentelle Untersuchungen der schwachen Zerfälle von schweren Hadronen liefern wichtige Informationen über die Struktur von Hadronen und über die QCD im nichtperturbativen Bereich. Trotz großer Fortschritte in der theoretischen Beschreibung von nichtperturbativen QCD-Effekten in Systemen mit schweren Quarks verlangt der zu erwartende Strom von experimentellen Daten präzisere theoretische Vorhersagen. Dieses Projekt stellt eine neue Analyse zur Behandlung von nicht-störungstheoretischen Effekten dar, in dem es verschiedene Methoden der nichtperturbativen QCD kombiniert. Die Analyse beruht auf dem jüngst gezeigten Zusammenhang von QCD-Summenregeln und effektiven Constituent-Quarkmodellen. Diese Korrespondenz eröffnet zwei viel versprechende Möglichkeiten: 1. Das Constituent-Quark-Bild ist die wichtigste Methode, mit der sich das gesamte Hadronenspektrum und angeregte Zustände beschreiben lassen. Der Zusammenhang mit den Summenregeln kann diesem Bild eine fundierte Beschreibung im Rahmen der QCD zugrunde legen. 2. Diese Korrespondenz führt zu einer Verbesserung der QCD-Summenregeln. Insbesondere ermöglicht sie die Wahl von optimalen Parametern in den Summenregeln für Systeme schwerer Quarks. Die Ergebnisse der optimierten QCD- Summenregeln werden verwendet, um eine bessere Kontrolle über die chirale Extrapolation und die Extrapolation in der schweren Quarkmasse auf dem Gitter zu erhalten. Wir erwarten als Resultat eine deutliche Verbesserung der oben erwähnten Methoden.