Hadron Physics from QCD to Effective Field Theories

Project: Research

Research areas and keywords

Keywords

  • Hadrons, Mesons, Chiral symmetry, QCD, CP-violation

Description

The project is situated in the realm of the strong interaction at low energies on the interface between particle and nuclear physics. The proposed work falls mostly in two categories.

The first category involves the use of the symmetries of Quantum Chromodynamics (QCD) and the methods of effective field theory as used in Chiral Perturbation Theory to calculate various processes. We have in the past pushed this method to two-loops for the basic processes as well as formfactors and meson-meson scattering. Here we propose to study mainly isospin violation in Kaon semileptonic decays and various $\eta$-decays in more detail. These calculations have a direct meaning in that they allow to improve the experimental determinations of several fundamental standard model parameters. We also intend to extend these calculations to the case with sea and valence quarks of different masses, relevant for lattice QCD approaches.

The second category is the study nonleptonic decays of kaons and other related observables. We reached a qualitative understanding of Kaon nonleptonic decays to pions but now need to narrow the error on these predictions and apply them to
other processes. These studies, involving the development of better intermediate energy models, will allow to better the standard model predictions for processes testing the discrete symmetries underlying the strong, electromagnetic and weak interaction.

Layman's description

Hadroner (från grekisk "hadros" för "tjock") är partiklar som påverkas av den starka växelverkan. Vid höga energier kan man beskriva deras växelverkningar med störningsräkning i kvantkromodynamik. Vid låga energier har man behov av
icke-perturbative metoder. I detta projekt använder vi chiral symmetri tillsammans med effektiva fältteorier för att beräkna olika processer. Vår kunskap om kvarkars egenskaper, särskilt för de tre lättaste kvarkarna, kommer i stort sett från processer beräknade med denna metod. Det är därför viktigt med så precisa beräkningar som möjligt. I detta projekt försöker vi att genomföra sk next-to-next-to-leading-order-beräkningar för processer med alla de tre lätta kvarkarna inblandade, up, down och strange. Några exempel på tidigare resultat är mesonmassor, sönderfall av en kaon till två pioner
och ett lepton-neutrinopar, och de elektromagnetiska kaon- och pion-formfaktorerna. Vi avser nu att använda denna metod för eta-sönderfall och andra liknande processer.

Ovannämnda studier utgör en viktig del av vår förståelse av den starka växelverkan och är också nödvändiga för att utnyttja hadroner för att studera CP-invarians och andra symmetrier i standardmodellen. I detta sammanhang har vi lyckats att få ett kvalitativt korrekt värde för det sk direkta CP-brottet i kaon-sönderfall. Vi måste nu förbättra den underliggande modellen i dessa beräkningar för att bättre bestämma det direkta CP-brottet via gluoniska effekter och för att kunna använda metoden också för andra processer med möjlighet att testa standardmodellens diskreta symmetrier.
StatusFinished
Effective start/end date2006/01/012008/12/31

Participants