Struktur der Baryonresonanzen

Die Struktur der Baryonresonanzen ist eines der vordringlichsten wissenschaftlichen Probleme in Moderner Physik. In der Beschreibung von Eigenschaften der Baryongrundzustände wurden schon in mehreren theoretischen Modellen wichtige Fortschritte erzielt. Dennoch ist eine konsistente Bechreibung der Baryonstruktur, welche auch die angeregten Zustände beinhaltet, immer noch eine bedeutende Aufgabenstellung. Üblicherweise werden angeregte Baryonen als drei-Quark Bindungszustände behandelt und genau genommen können diese nicht zerfallen. In Experimenten ist es sehr wohl nachgewiesen, dass die angeregten Baryonzustände stark zerfallen und demnach können Modelle, die sich nur auf qqq Zustände stützen, nicht komplett sein. In CQMs ist es möglich Operatoren zu definieren, welche die Übergänge zwischen verschiedenen Baryonzuständen beschreiben. Indirekt kann dadurch auch der Zerfallsmechanismus beschrieben werden. Allerdings wurde kürzlich in Poincare-invarianten Rechnungen gezeigt, dass die zugehörigen theoretischen Resultate systematisch kleiner sind, als die experimentellen Daten. Diese Beobachtungen deuten wiederum auf eine Unvollständigkeit der zugrunde liegenden CQMs und/oder des Zerfallsmechanismus hin. Die relativistischen Zerfallsrechnungen erlauben auch die Herleitung eines erweiterten CQMs, welches zu Resonanzen führt mit komplexen Energie-eigenwerten, eines Zeichen von richtigem Resonanzverhalten. Die vorgeschlagene relativistische Methode beruht auf Meson-loop Renormalisierung der (nackten) Baryonzustände, ausgehend von einer Bethe-Salpeter Beschreibung des Meson-Baryon Systems. Ein wichtiger Bestandteil solcher Methoden ist die sogenannte (nackte) Vertexfunktion, deren Form bisher phenomenologisch begründet wird. Die Benutzung neuer Vertexfunktionen, die direkt aus einem zugrundeliegenden relativisitischen CQM hergeleitet werden, eliminiert eine der groessten Unsicherheiten in solchen Methoden. Die zugrunde liegenden Quarkmodelle, welche untersucht werden sollen, basieren auf Goldstoneboson-Austausch, One-Gluon-Austausch und Confinement-only Hyperfeinwechselwirkungen. Ein erfolgreicher Abschluss dieses Projektes trägt zu einer der realistischsten Beschreibungen der Baryonzustände bei.

Die Struktur der Baryonresonanzen ist eines der vordringlichsten wissenschaftlichen Probleme in Moderner Physik. In der Beschreibung von Eigenschaften der Baryongrundzustände wurden schon in mehreren theoretischen Modellen wichtige Fortschritte erzielt. Dennoch ist eine konsistente Bechreibung der Baryonstruktur, welche auch die angeregten Zustände beinhaltet, immer noch eine bedeutende Aufgabenstellung. Üblicherweise werden angeregte Baryonen als drei-Quark Bindungszustände behandelt und genau genommen können diese nicht zerfallen. In Experimenten ist es sehr wohl nachgewiesen, dass die angeregten Baryonzustände stark zerfallen und demnach können Modelle, die sich nur auf qqq Zustände stützen, nicht komplett sein. In CQMs ist es möglich Operatoren zu definieren, welche die Übergänge zwischen verschiedenen Baryonzuständen beschreiben. Indirekt kann dadurch auch der Zerfallsmechanismus beschrieben werden. Allerdings wurde kürzlich in Poincare-invarianten Rechnungen gezeigt, dass die zugehörigen theoretischen Resultate systematisch kleiner sind, als die experimentellen Daten. Diese Beobachtungen deuten wiederum auf eine Unvollständigkeit der zugrunde liegenden CQMs und/oder des Zerfallsmechanismus hin. Die relativistischen Zerfallsrechnungen erlauben auch die Herleitung eines erweiterten CQMs, welches zu Resonanzen führt mit komplexen Energie-eigenwerten, eines Zeichen von richtigem Resonanzverhalten. Die vorgeschlagene relativistische Methode beruht auf Meson-loop Renormalisierung der (nackten) Baryonzustände, ausgehend von einer Bethe-Salpeter Beschreibung des Meson-Baryon Systems. Ein wichtiger Bestandteil solcher Methoden ist die sogenannte (nackte) Vertexfunktion, deren Form bisher phenomenologisch begründet wird. Die Benutzung neuer Vertexfunktionen, die direkt aus einem zugrundeliegenden relativisitischen CQM hergeleitet werden, eliminiert eine der groessten Unsicherheiten in solchen Methoden. Die zugrunde liegenden Quarkmodelle, welche untersucht werden sollen, basieren auf Goldstoneboson-Austausch, One-Gluon-Austausch und Confinement-only Hyperfeinwechselwirkungen. Ein erfolgreicher Abschluss dieses Projektes trägt zu einer der realistischsten Beschreibungen der Baryonzustände bei.