Allgemeines Physikalisches Kolloquium

 

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Westfälische Wilhelms-Universität Münster

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Massenlücke und Confinement -
die Geister der QCD und das universale Verhalten schwerer Flüsse

PD Dr. Lorenz von Smekal
Universität Erlangen-Nürnberg

Die Quantenchromodynamik (QCD) ist allgemein als die fundamentale Theorie der starken Wechselwirkungen der Hadronen akzeptiert. Störungstheoretische Vorhersagen werden von Präzisionsmessungen im Hochenergiebereich eindrucksvoll bestätigt. Darüber hinaus muss die Dynamik des Gluonsektors jedoch in der Lage sein, farbgeladene Objekte wie Quarks permanent in den farbneutralen Hadronen einzuschließen. Die mehr als 30 Jahre alte Confinementhypothese ist schon früh zu einer zentralen Fragestellung auch der Gittereichtheorie geworden und liegt heute sogar dem letzten der sieben Milleniumpreisprobleme zugrunde, die das Clay Mathematics Institute zum hundertjährigen Jubiläum jenes berühmten Vortrags ausgeschrieben hat, in dem Hilbert 1900 in Paris die seinerzeit großen Fragen der Mathematik benannte.

Eine der beiden zentralen Bedingungen für Confinement ist die Massenlücke, wodurch sich die Theorie der kurzreichweitigen starken Wechselwirkung von der Quantenelektrodynamik unterscheiden muss. Zweitens darf im Gegensatz beispielsweise zum Standardmodell der elektroschwachen Wechselwirkung in der QCD kein (elektrischer) Higgs-Mechanismus auftreten. Ich möchte diese Aspekte anhand des Infrarotverhaltens der Greenschen Funktionen in der kovarianten Eichung und anhand der Flüsse farbelektrischer Ladungen aus der Sicht der Gittereichtheorie verdeutlichen:

Exemplarisch für die Prinzipien der lokalen Quantenfeldtheorie beschreibe ich, wie beide Bedingungen an den Infrarotexponenten Greenscher Funktionen abgelesen werden können und wie gut wir heute in der Lage sind, dies zu verifizieren. Auch wenn kovariante Formulierungen aufgrund der Notwendigkeit der Eichfixierung über die Störungstheorie hinaus noch einige grundlegende Fragen offen lassen, sind die Greenschen Funktionen solcher Formulierungen von immenser phänomenologischer Bedeutung in der quantenfeldtheoretischen Beschreibung von Mesonen und Baryonen.

Das Schicksal statischer Fundamentalladungen in der reinen Eichtheorie zeigt sich im thermodynamischen Limes ursprünglich endlicher Gitter und kann so aus Monte-Carlo-Simulationen extrapoliert werden. Der wesentliche Effekt solcher Ladungen ist ihr elektrischer Fluss, der mit Spiegelladungen entsprechenden Randbedingungen erzeugt wird. Elektrische (Wilson-) Loops und magnetische ('t Hooft-) Loops bieten duale Beschreibungen des Deconfinement-Übergangs. Gewisse Wirbeldefekte erzeugen die nötige Unordnung und führen auf das Flächengesetz elektrischer Loops in der Confinement-Phase, das dem linear anwachsenden Potential zwischen statischen Quark-Antiquark-Paaren aufgrund ihres elektrischen Flussschlauchs entspricht.

Einladender: Prof. Dr. G. Münster

Ort: Wilhelm-Klemm-Str. 10, IG I, HS 2

Zeit: 30.04.2003 17:00 Uhr c.t.

Kolloquiums-Kaffee ab 16:45 Uhr vor dem Hörsaal

Im Auftrag der Hochschullehrer des Fachbereichs Physik
Prof. Dr. H. Mehrer