Electromagnetic and axial structures of Baryon ground and resonant states
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Description
This thesis is devoted to the investigation of the electroweak structures of baryons. One performs a comprehensive study of the electromagnetic and axial form factors of baryon ground states with flavors 'up', 'down', and 'strange'; regarding baryon resonances the axial charges are investigated. The dynamics for the description of baryons is furnished by the relativistic constituent-quark model, of which three different variants are applied here. The calculations are performed in the framework of relativistic quantum mechanics, where the electromagnetic and axial current operators are constructed along a spectator model in the point-form.While the evaluations of the electroweak form factors are based on an already established formalism, one develops a generally valid formulation for the axial charges. Thereby it becomes possible to calculate these quantities for arbitrary baryon states and completely general interaction models.It turns out that relativistic constituent-quark models can describe in the framework of a Poincare-invariant formalism not only the electromagnetic but also the axial form factors, which are calculated here for the first time for all baryons. Globally, a good agreement with experiment is achieved up to momentum transfers of about 4 GeV/c. With regard to the particularly sensitive quantities, like the electric radii and magnetic moments, the constituent-quark model based on Goldstone-boson exchange yields the best results. In cases, where no experimental data exist, the predictions agree well with results from lattice quantum chromodynamics. The analogue is true for the axial charges of baryon ground and resonant states. Except for some special cases, their values are presented here for the first time comprehensively and consistently. (author)
Availability note (English)
Available from Graz University Library, Universitaetsplatz 3, 8010 Graz (Austria)Abstract (German)
Diese Dissertation widmet sich der Untersuchung der elektroschwachen Strukturen von Baryonen. Es wird eine umfassende Studie der elektromagnetischen und axialen Formfaktoren der Baryon-Grundzustaende mit Flavors 'up', 'down' und 'strange' durchgefuehrt; hinsichtlich der Baryon-Resonanzen werden die axialen Ladungen untersucht. Die Dynamik fuer die Beschreibung der Baryonen wird durch das relativistische Konstituentenquark-Modell geliefert, von dem hier drei verschiedene Varianten zur Anwendung kommen. Die Rechnungen werden im Rahmen der relativistischen Quantenmechanik durchgefuehrt, wobei die elektromagnetischen und axialen Stromoperatoren auf Grund eines Spektator-Modells in der Punktform konstruiert werden.Waehrend die Berechnung der elektroschwachen Formfaktoren auf einem bereits etablierten Formalismus beruht, wird fuer die axialen Ladungen eine allgemein gueltige Formulierung entwickelt. Damit gelingt es, diese Groeßen fuer beliebige Baryon-Zustaende und voellig allgemeine Wechselwirkungsmodelle zu berechnen. Es zeigt sich, dass mit relativistischen Konstituentenquark-Modellen im Rahmen eines Poincare-invarianten Formalismus sowohl die elektromagnetischen wie insbesondere auch die hier erstmals berechneten axialen Formfaktoren aller Baryon-Grundzustaende bis zu Impulsuebertraegen von ca. 4 GeV/c insgesamt in guter uebereinstimmung mit dem Experiment beschrieben werden koennen. In Bezug auf die besonders sensitiven Groeßen, wie die elektrischen Radien und magnetischen Momente, liefert das Konstituentenquark-Modell, welches auf Goldstone-Boson-Austausch beruht, die besten Ergebnisse. In Faellen, wo keine experimentellen Daten vorliegen, stimmen die Vorhersagen gut mit Ergebnissen aus der Gitter-Quanten-Chromodynamik überein. Analoges gilt fuer die axialen Ladungen der Baryon-Grundzustaende und Resonanzen, deren Werte bis auf einige schon bekannte Spezialfaelle hier zum ersten Mal umfassend und konsistent praesentiert werden. (author)Additional details
Publishing Information
- Imprint Pagination
- 127 p.
INIS
- Country of Publication
- Austria
- Country of Input or Organization
- Austria
- INIS RN
- 44016859
- Subject category
- S72: PHYSICS OF ELEMENTARY PARTICLES AND FIELDS;
- Resource subtype / Literary indicator
- Thesis, Non-conventional Literature
- Descriptors DEI
- BARYONS; FLAVOR MODEL; FORM FACTORS; GOLDSTONE BOSONS; GROUND STATES; MAGNETIC MOMENTS; MOMENTUM TRANSFER; QUANTUM CHROMODYNAMICS; QUANTUM MECHANICS; RELATIVISTIC RANGE; RESONANCE PARTICLES
- Descriptors DEC
- BOSONS; COMPOSITE MODELS; DIMENSIONLESS NUMBERS; ELEMENTARY PARTICLES; ENERGY LEVELS; ENERGY RANGE; FERMIONS; FIELD THEORIES; HADRONS; MATHEMATICAL MODELS; MECHANICS; PARTICLE MODELS; PARTICLE PROPERTIES; POSTULATED PARTICLES; QUANTUM FIELD THEORY; QUARK MODEL