Vektor meson dominans

Inom fysiken var vektormesondominans (VMD) en modell som utvecklades av JJ Sakurai på 1960-talet före införandet av kvantkromodynamik för att beskriva interaktioner mellan energiska fotoner och hadronisk materia.

Speciellt består de hadroniska komponenterna i den fysiska fotonen av de lättaste vektormesonerna, $\rho$ , $\omega$ och $\phi$ . Därför uppstår interaktioner mellan fotoner och hadronisk materia genom utbyte av en hadron mellan den klädda fotonen och det hadroniska målet.

Bakgrund

Hadroniska bidrag till fotonförökaren i VMD-modellen

Mätningar av växelverkan mellan energiska fotoner och hadroner visar att växelverkan är mycket intensivare än förväntat genom växelverkan av enbart fotoner med hadronens elektriska laddning. Dessutom liknar interaktionen mellan energiska fotoner och protoner interaktionen mellan fotoner och neutroner, trots att de elektriska laddningsstrukturerna hos protoner och neutroner är väsentligt olika.

Enligt VMD är fotonen en superposition av den rena elektromagnetiska fotonen (som endast interagerar med elektriska laddningar) och vektormeson.

Strax efter 1970, när mer exakta data om ovanstående processer blev tillgängliga, uppträdde vissa avvikelser med VMD-förutsägelserna och nya tillägg av modellen publicerades. Dessa teorier är kända som Generalized Vector Meson Dominance theories (GVMD).

VMD och Hidden Local Symmetry

Medan den ultravioletta beskrivningen av standardmodellen är baserad på QCD, har arbete under många decennier inneburit att skriva en lågenergieffektiv beskrivning av QCD, och vidare ange en möjlig "dubbel" beskrivning. En sådan populär beskrivning är den dolda lokala symmetrin. Den dubbla beskrivningen är baserad på idén om uppkomsten av mätarsymmetrier i det infraröda av starkt kopplade teorier. Gaugesymmetrier är egentligen inte fysiska symmetrier (endast de globala elementen i den lokala mätargruppen är fysiska). Denna framväxande egenskap hos mätarsymmetrier demonstrerades i Seibergs dualitet och senare i utvecklingen av AdS/CFT-korrespondensen . I sin generaliserade form visas Vector Meson Dominance i AdS/CFT, AdS/QCD, AdS/kondenserad materia och några Seiberg-dubbelkonstruktioner. Det är därför en vanlig platsidé inom den teoretiska fysikgemenskapen.

Kritik

Mätningar av foton-hadron-interaktioner i högre energinivåer visar att VMD inte kan förutsäga interaktionen i sådana nivåer. I sin Nobelföreläsning JI Friedman situationen för VMD på följande sätt: "...detta eliminerade modellen [VMD] som en möjlig beskrivning av djup oelastisk spridning... beräkningar av den generaliserade vektordominansen misslyckades i allmänhet att beskriva data över hela kinematiskt område..."

Vector Meson Dominance-modellen gör fortfarande ibland betydligt mer exakta förutsägelser av hadroniska sönderfall av exciterade ljusmesoner som involverar fotoner än efterföljande modeller som den relativistiska kvarkmodellen för mesonvågsfunktionen och den kovarianska oscillatorkvarkmodellen. På liknande sätt har Vector Meson Dominance-modellen presterat bättre än störande QCD när det gäller att göra förutsägelser av övergångsformfaktorer för den neutrala pion- mesonen, eta-mesonen och eta-prime-mesonen, som är "svåra att förklara inom QCD." Och modellen återger exakt nya experimentella data för rho meson- förfall. Generaliseringar av Vector Meson Dominance-modellen till högre energier, eller att överväga ytterligare faktorer som finns i fall där VMD misslyckas, har föreslagits för att åtgärda de brister som identifierats av Friedman och andra.

Se även

• Materia skapande
• Fotonstrukturfunktion