Radiative transitions of charmed baryons in lattice quantum chromodynamics (QCD)
Tılsımlı baryonların radyatif geçişlerinin örgü kuantum renk dinamiğinde incelenmesi
- Tez No: 467724
- Danışmanlar: DOÇ. DR. TAYLAN YETKİN, PROF. DR. GÜRAY ERKOL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fizik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 148
Özet
Örgü KRD (ÖKRD) kuantum renk dinamiğinin (KRD) kesikli hale getirilmiş şeklidir ve KRD Lagrangian'ını direk olarak kullanan tek yaklaşımdır. Bu yaklaşım sayesinde kiral pertürbasyon teorisinin kullanıldığı düşük enerjilerden başlayan ve pertürbasyon teorisi kullanılan yüksek enerji aralığına kadar olan pertürbatif olmayan KRD enerji bölgesini anlamamız için mükemmel bir fırsattır. KRD hesaplarını örgü üzerinde nümerik olarak çözme fikri yaklaşık kırk yıl önce önerildi ve bu yaklaşık kuvvetli etkileşim ile etkileşep parçacıkların anlaşılması için çok güçlü bir yönteme dönüştü. ÖKRD'nin ana fikri, kuantum mekaniğinin ve kuantum alan teorisinin yol-integral gösterimidir. Bu yaklaşım orijinal teorinin doğrudan simülasyonuna dayanan bir hesaplamaya izin verir. Bununla birlikte, bu süreçte, örgü kalıntıları olarak adlandırılan sistematik problemler vardır. ÖKRD sonuçları gözlenebilirlerle karşılaştırılmadan önce bu kalıntılar araştırılmalıdır [5]. Elektromanyetik form faktörlerinin ilk hesaplamaları yaklaşık otuz yıl önce yapılmıştır [6]. Baryonların elektromanyetik özelliklerinin incelenmesi, pertürbatif olmayan KRD hakkında daha fazla bilgi edinmek için mükemmel bir fırsattır. Nükleon elektromanyetik form fak- törleri, nükleon içindeki elektrik yükünün ve akımının uzaysal dağılımları gibi, nükleo- nun iç yapısını tanımlayan temel değişkenlerdir. Bu form faktörleri nükleonun en temel gözlemlenebilirleri arasındadır. Baryon'un yük yarıçapları, baryon yükünün dağılımı, manyetizasyonları, manyetik momentler ve şekilleri form faktörlerinin hesaplanmasıyla incelenebilir Gözlenebilirler baryon matris elemanları kullanılarak saptanabilir. Ayrıca, bu matris el- emanları, ÖKRD yöntemlerinin kullanılmasını sağlayan KRD yol integralleri formunda yazılabilir. Yol integralleri, kesikli bir sonlu öklid uzay-zaman örgüsünü kullanarak sayısal olarak ve tamamen pertürbatif olmayan şekilde hesaplanır. Ağır quark içeren baryonlar, KRD'yi incelemek için heyecan verici bir alan sağladığından ağır çeşnili baryonlar çalışılmıştır. Bunlar yavaş ağır kuarkların rölativistik hafif kuarklar ile kombinasyonlarıdır. Günümüz deneylerinde ulaşılan enerjiler, dedektörler ve parlak- lıklar, bir ağır kuarklı ağır baryonların gözlemlenmesini mümkün kılmıştır [7]. Bu çalışmadaki simülasyonlar PACS-CS kolaborasyonu tarafından üretilen pertürbatif olmayan O(a)-geliştirilmiş Wilson kuark eylemi ve Iwasaki ayar eylemi oluşturulmuş, 32 3 × 64 büyüklüğünde 2 + 1-çeşnili örgülerde yapılmıştır [4]. Ω c γ → Ω ∗ c çalışmasında, magnetic dipol ve elektrik quadrupole yapı faktörleri hesaplanmıştır. Manyetik dipole yapı faktörü acayip kuark katkısı tarafından belirlendiği gözlemlenmiştir ve elektrik quadrupole yapı faktörü ihmal edilebilecek düzeyde küçük olarak bulunmuştur. Bulunan sonuçlar kuark model ile uyumludur. Aynı zamanda bozunum genişliği ve yaşam süresi hesaplan- mıştır. Ayrıca aynı örgü konfigürasyonları ile Ξ c γ → Ξ 0 c elektromanyetik geçişleri çalışılmıştır. Ξ c -Ξ 0 c geçiş manyetik momentleri ile Ξ 0 c baryonunun bozunum genişliğini verecek olan Sachs ve Pauli yapı faktörleri hesaplanmıştır. Ξ 0 c γ → Ξ 00 c nötral geçişi için sinyal buluna- mamıştır, ayrıca bu nötral geçiş U-spin çeşni simetrisi tarafından baskılanmış bir geçiştir. Hesapların yan ürünü olarak Ξ c ve Ξ 0 c baryonlarının manyetik yapı faktörleri ve manyetik momentleri hesaplanmıştır. Bu çalışma, farklı ölçeklerde kütlelere sahip olan u/d, s ve c kuarklarının dinamikleri hakkında bir fikir vermektedir. Ağır kuark içeren baryonların mevcut spektrumlarını incelemek ve yeni durumları tahmin etmek için quark model [8], KRD toplam kuralı [9], ağır quark efektif teori modelleri [10] ve ÖKRD [11] gibi birçok teorik yaklaşım kullanılmıştır. Bu çalışmada bulunan sonuçlar diğer teorik yaklaşımlar ile karşılaştırılmıştır. Yapılan çalışmalar Ω c γ → Ω ∗ c in Lattice QCD [12] ve Ξ c γ → Ξ 0 c in Lattice QCD [13], isimleri ile yayınlanmışlardır.
Özet (Çeviri)
Lattice QCD (LQCD) is a discretized version of Quantum Chromo Dynamics and it is the only approach that uses the QCD Lagrangian directly. With this approach we have an excellent opportunity to solve QCD in the energy region starting from very low ener- gies where chiral perturbation theory can be used to high energies that only perturbative theories are applicable. This region is commonly referred to as non-perturbative QCD. The idea of calculating QCD numerically on a lattice was introduced nearly forty years ago and it turned into very powerful approach to understand the strongly interacting par- ticles. The main idea of LQCD is the path-integral representation of quantum mechanics and quantum field theory. This approach allows a calculation, based on simulation of di- rect the original theory. In this process, however, there are systematical problems called lattice artifacts. These artifacts need to be investigated before LQCD results can be com- pared to observables [5]. The first calculations of electromagnetic form factors were made about thirty years ago [6]. The study of electromagnetic properties of baryons gives excellent opportunity to under- stand more about the non-perturbative Quantum Chromo Dynamics (QCD). The baryon electromagnetic form factors are fundamental quantities which describe the internal struc- ture of the nucleon, like the spatial distributions of electric charge and current inside the nucleon; these form factors are among the most basic observables of the nucleon. Baryons' charge radii, distribution of baryons' charge, the origin of magnetizations, mag- netic moments, and shapes can be studied by calculating baryon form factors. The observables can be determined by using baryon matrix elements. Furthermore these matrix elements can be written in the form of QCD path integrals, which enables the methods of lattice gauge theory to be used. The path integrals are numerically and fully nonperturbatively calculated by using a discretized finite Euclidean space-time lattice. We concentrate on heavy flavor baryons, since baryons that contain heavy quarks provide an exciting field to study QCD. They are combinations of the slow heavy quarks with a relativistic light quark. The energies, detectors and luminosities at the modern experi- ments made possible the observation of heavy baryons with one heavy quark [7]. In this thesis we present our results for the two observed Ω c γ → Ω ∗ c and Ξ c γ → Ξ 0 c transitions. We have run our the simulations on 32 3 × 64, unquenched 2 + 1-flavor lattices generated by PACS-CS collaboration [4] with the nonperturbatively O(a)-improved Wilson quark action and the Iwasaki gauge action. For the Ω c γ → Ω ∗ c transition, we calculate magnetic dipole and electric quadrupole form factors. The magnetic dipole form factor is found to be mainly determined by the strange quark and the electric quadrupole form factor to be negligibly small, in consistency with the quark model. We also evaluate the decay rate and lifetime. We also study the electromagnetic Ξ c γ → Ξ 0 c transition on 2+1 flavor lattices. We calcu- late the magnetic Sachs and Pauli form factors which give the Ξ c -Ξ 0 c transition magnetic moment and the decay widths of Ξ 0 c baryons. We did not find a signal for the magnetic form factor of the neutral transition Ξ 0 c γ → Ξ 00 c , neutral transition is suppressed by the U- spin flavor symmetry. We calculate the magnetic form factors and the magnetic moments of Ξ c and Ξ 0 c baryons as a byproduct. This study gives an insight to the dynamics of u/d, s and c quarks having masses at different scales. Many theoretical approaches have been used to examine the existing spectra of heavy quark containing baryons and predict new states such as quark models [8], QCD sum rules [9], heavy quark effective theory based models [10], and lattice QCD [11]. We compare our results with those of other approaches. The results have been published in Ω c γ → Ω ∗ c in Lattice QCD [12], Ξ c γ → Ξ 0 c in Lattice QCD [13].
Benzer Tezler
- Pyronin Y bileşiğinin sıvı ve misel içeren ortamlardaki fotofiziksel özellikleri ve fotodinamiği
Photodynamic and photophysical properties of pyronine Y in liquids and micellar media
BURCU MERYEM AYDIN
- GaTe, GaTe:Er ve GaTe:Cu yarıiletkenlerinin büyütülmesi, elektriksel ve optik karakterizasyonu
Growth electrical and optical characterisation of GaTe, GaTe: Er and GaTe: Cu semiconductors
HÜSNÜ SALİH GÜDER
Doktora
Türkçe
1999
Fizik ve Fizik MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAHYA KEMAL YOĞURTÇU
- X-ışını floresans analiz tekniğinde 99Tc ve 51Cr'in uyarıcı kaynak olarak kullanımı
Başlık çevirisi yok
ASİYE BAŞSARI
Doktora
Türkçe
1997
Nükleer Mühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiNükleer Mühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞARMAN GENÇAY
- Yeşil kimya ile sentezlenen seryum oksit nanoparçacıklar ile sulardan boyaların uzaklaştırılması
Removal of dyes from water with cerium oxide nanoparticles synthesized with green chemistry
BERSU GEÇİM
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA BEDİA BERKER
- Gas composition studies at the 2015 Atlas TRT test beam
2015 Atlas TRT test Beam'de gaz karışımı çalışmaları
EMRE ÇELEBİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Fizik ve Fizik MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VEYSİ ERKCAN ÖZCAN
PROF. DR. SERKANT ALİ ÇETİN