Published 2011 | Version v1
Miscellaneous

Hadron properties in QCD with two dynamical quark flavors

Description

I present the essential results of my doctoral thesis, which was done in the field of lattice QCD. This work can be seen as one of the cornerstones of a long-ranging project, started already at the beginning of the year 2000. Since then, several groups, associated in the Bern-Graz-Regensburg(BGR) collaboration, continuously worked on that project. In this report I will discuss results on various sectors of lattice QCD. There,seven sets of gauge field configurations with a lattice size of 163 x 32 and a spatial extent of about 2.2 fm have been created; the pion masses are ranging from 602 MeV down to 257 MeV. The configurations include two mass degenerate dynamical light quarks; the Luescher-Weisz gauge action and the Chirally Improved Dirac operator have been used. In each set 200 or 300 uncorrelated configurations are available for analyses.The results are located in three different fields. An analysis of low energy parameters was done, to be more precise, the axial Ward-identity mass and (the pion and kaon) decay constants have been investigated. The experimentally accessible value for the ratio of these decay constants is in full agreement with the value obtained here. The second area of research was concerning the angular momentum decomposition of the vector meson rho. In our approach it could be shown that the first excited state of the rho meson is not a pure S wave state, which is contrary to the quark model. The main focus of this work was based on hadron spectroscopy. This task was done using the variational method. A broad spectrum of baryons and mesons could be covered here. Also hadrons including strange quarks have been analyzed, however, the strange quark being a partially quenched strange quark. Generally speaking, the studied hadron channels compare nicely to the experimental values. (author)

Availability note (English)

Available from Graz University Library, Universitaetsplatz 3, 8010 Graz (AT); available from http://media.obvsg.at/p-AC08533853-2001

Abstract (German)

Ich praesentiere die wesentlichen Ergebnisse meiner Doktorarbeit, die auf dem Gebiet der Gitter-QCD gemacht wurde. Diese Arbeit ist eines der massgeblichen Resultate eines langfristigen Projekts, das bereits im Jahr 2000 begonnen hat. Seitdem beschaeftigen sich mehrere Arbeitsgruppen, die sich zur Bern-Graz-Regensburg (BGR) Kollaboration zusammengeschlossen haben, mit diesem Projekt. In dieser Arbeit werde ich Ergebnisse aus verschiedenen Bereichen der Gitter-QCD vorstellen. Dafuer wurden sieben Saetze an Eichfeldkonfigurationen erzeugt, die Gittergroesse betraegt 163 x 32 und die raeumliche Ausdehnung istetwa 2,2 fm. Die Pionmassen erstrecken sich ueber einen Bereich von 602 MeV bis 257 MeV. Diese Konfigurationen beinhalten zwei dynamische und massengleiche leichte Quarks. Die verwendeten Wirkungen sind die Luescher-Weisz Eichfeldwirkung und der chiral verbesserte Dirac-Operator. In jedem der Saetze an Eichfeldkonfigurationen stehen 200 oder 300 unabhaengige Konfigurationen fuer Analysen zur Verfuegung. Ergebnisse gibt es aus drei verschiedenen Bereichen, der erste betrifft Niedrigenergie-Parameter. Dort wurden die AWI-Masse und die (Pion und Kaon) Zerfallskonstanten untersucht. Das hier erhaltene Ergebnis fuer das Verhaeltnisdieser beiden Konstanten stimmt voll mit dem experimentellen Wert ueberein. Ein weiterer Bereich war die Untersuchung der Zusammensetzung des Vektormesonsrho bezueglich dessen Drehimpuls. Es konnte gezeigt werden, dass die ersteAnregung des rho Mesons kein reiner S Wellen Zustand ist - anders als im Quark-Modell gezeigt wurde. Der Schwerpunkt dieser Arbeit jedoch war die Analyse des Massenspektrums von Hadronen. Dies wurde mittels der Variationsmethode gemacht. Eine grosse Zahl an Baryonen und Mesonen konnteuntersucht werden, unter anderen Hadronen, die (nicht dynamische) strangeQuarks enthalten. Generell kann man sagen, dass die Ergebnisse ziemlich gut zu den experimentellen Daten passen. (author)

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115 p.