Causal and unitary scattering amplitudes compliant with crossing symmetry at low energy

Promotie: mw. S. Stoica, 12.45 uur, Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen

Proefschrift: Causal and unitary scattering amplitudes compliant with crossing symmetry at low energy

Promotor(s): prof.dr. O. Scholten

Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen

Voorstudie Antiproton-annihilatie experiment PANDA

Het Antiproton-annihilatie experiment van het GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt (PANDA) is een breed wetenschappelijk programma waarvan de studie van exotische hadronen, ‘strange’- en ’charmed’-baryonen, het spectrum van charmonium en de structuur van het nucleon de belangrijkste onderdelen zijn. Simona Stoica verrichtte op het Kernfysische Versneller Instituut (KVI) van de Rijksuniversiteit Groningen een theoretische voorstudie.

In de natuurkunde wordt algemeen het idee aanvaard dat kwantumchromodynamica (QCD) de fundamentele theorie is van de sterke kernkracht. De zelfkoppeling van gluonen in de QCD laat de voorspelling toe van exotische hadronische systemen, die verschillen van de klassieke quarkmodeltoestanden. Voor het identificeren van de structuur van deze exotische toestanden zijn zeer nauwkeurige experimenten met spin/pariteit-bepalingen en metingen van vervalswaarschijnlijkheden van doorslaggevend aard.

De aanpak die Simona Stoica in haar promotieonderzoek volgt, begint met het benoemen van de algemene eigenschappen van een verstrooiingsamplitude: unitariteit, covariantie, analyticiteit en deeltjesverwisselingssymmetrie. Covariante partiële-golfamplitudes zijn een uitstekend beginpunt voor het analyseren van baryon-antibaryonverstrooiing in een covariante gekoppelde-kanalenaanpak die rekening houdt met causaliteit en gekoppelde-kanalenunitariteit. De kinematische beperkingen in de heliciteitspartiële-golfamplitudes worden geëlimineerd door niet-unitaire transformatiematrices die de begin- en eindheliciteitstoestanden op nieuwe covariante toestanden afbeelden.

Stoica voerde een serie berekeningen uit voor een 2x2 gekoppelde-kanalen wisselwerking. Hiermee onderzocht zij de effecten van een zwakke, gemiddelde en sterke koppeling op de covariante partiële-golfamplitudes zoals uitgerekend met de N/D methode. Voor een volgende stap, moeten covariante partiële-golfamplitudes gebruikt worden om de gekoppelde-kanalenruimte uit te breiden met meson-nucleon en meson-meson toestanden.

Simona Stoica (Roemenië, 1982) studeerde natuurkunde aan de University of Buckarest. Het onderzoek werd uitgevoerd bij het Kernfysische Versneller Instituut (KVI) in Groningen en werd gefinancierd in het kader van de samenwerking tussen GSI en KVI.