Theorie QCD

QCD Vakuum (source: wiki.arcs.org.au/bin/view/Main/ILDG)

Im Rahmen des sog. Standardmodells der theoretischen Elementarteilchenphysik werden sämtliche fundamentalen Wechselwirkungen - mit Ausnahme der Gravitation - durch (relativistische) Quantenfeldtheorien beschrieben. Die Quantenchromodynamik, kurz QCD, ist die Quantenfeldtheorie der starken Wechselwirkung, ihre fundamentalen dynamischen Freiheitsgrade sind Quarks und Gluonen, die Austauschteilchen der starken Wechselwirkung. Die starke Wechselwirkung ist verantwortlich für die Bindung dieser Quarks und Gluonen zu Teilchen wie dem Proton und dem Neutron, und letzten Endes auch für die Bindung von Protonen und Neutronen zu Atomkernen.

Die QCD besitzt zwei ungewöhnliche Eigenschaften:

  • "Confinement": Quarks und Gluonen können nicht als freie Teilchen existieren; lediglich ihre Bindungszustände können im Experiment beobachtet werden.
  • "Dynamische Brechung der chiralen Symmetrie": Auch wenn der Massenparameter eines Quarks identisch verschwindet, also Null ist, besitzt dieses Quark - auf Grund der starken Wechselwirkung - eine nichtverschwindende Masse.

Beide Phänomene sind rein nicht-störungstheoretische Effekte: In jeder störungstheoretischen Behandlung der QCD, die immer nur eine näherungsweise Betrachtung sein kann - und im Falle der QCD von der Realität sogar besonders weit entfernt ist - treten diese Effekte nicht auf. Daher muß zur Beschreibung von QCD-Bindungszuständen auf andere geeignete Methoden zurückgegriffen werden.

Gegenwärtige Arbeitsgebiete

  • Formulierung, Untersuchung und Anwendung verschiedenster Bewegungsgleichungen zur relativistischen Beschreibung von Bindungszuständen
  • Beschreibung von Hadronen mit Hilfe von sog. Summenregeln (entweder wie von M. A. Shifman, A. I. Vainshtein und V. I. Zakharov vorgeschlagen oder auf dem Lichtkegel)
  • Konstruktion exakter (semi-)analytischer Schranken an Energieniveaus semirelativistischer Systeme

 

Mitarbeiter

Univ.-Doz. Dr. Wolfgang Lucha

PDoz. Dr. Dmitri Melikhov


Publikationen