Pairing in hadron structure

Summary

A many-body approach to the hadron structure is presented, in which we consider two parton species: spin 0 (b-partons) and spin 1/2 (f-partons). We extend a boson and a fermion pairing scheme for the b-, and f-partons, respectively, into the Yang-Mills gauge theory. The main feature of this theory is that the gauge field is not identified with the usual gluon field variable in QCD. We study the confinement problem of the hadron constituents, and obtain, for low tempèratures, partons that are confined by energy gaps. As the critical temperatures for the corresponding phase transitions are approached, the energy gap gradually disappears, and confinement is lost. The theory goes beyond the nonrelativistic harmonic-oscillator quark model, in the sense of giving physical reasons why a nonrelativistic approximation is adequate in describing the internal dynamics of the hadron structure.

Riassunto

Si presenta un approccio a molti corpi alla struttura adronica, in cui si considerano due specie di partoni: quella a spin 0 (i partoni b) e quella a spin 1/2 (i partoni f). Si estende lo schema di accoppiamento un bosone-un fermione per i partoni b ed f, rispettivamente, della teoria di gauge di Yang-Mills. La caratteristica principale di questa teoria è che il campo di gauge non s’identifica con l’usuale variabile di campo dei gluoni nella QCD. Si studia il problema del confinamento dei costituenti adronici e si ottengono, a basse temperature, partoni che sono confinati da intervalli energetici. Quando ci si avvicina alle temperature critiche per le corrispondenti transizioni di fase, l’intervallo energetico scompare gradualmente e si perde il confinamento. La teoria va al di là del modello a quark dell’oscillatore armonico non relativistico, nel senso che dà le ragioni fisiche per cui un’approssimazione non relativistica è adatta a descrivere la dinamica interna della struttura adronica.

Резюме

Предлагается много-частичный подход к адронной структуре, в котором мы рассматриваем два вида партонов: со спином 0 (b-партоны) и со спином половина (f-партоны). Мы обобщаем схему спаривания бозонов и фермионов соответственно для b- и f-партонов в калибровочной теории Янга-Миллса. Основная особенность этой теории состоит в том, что калибровочное поле не является тождественным с обычной переменной глуонного поля в квантовой хромодинамике. Мы исследуем проблему удержания адронных составляющих и получаем, что при низких температурах партоны удерживаются за счет энергетической щели. При достижении критических температур для соответствующих фазовых переходов энергетическая щель постепенно исчезает и удержание прекращается. Предложенная теория выходит за рамки кварковой модели нерелятивистского гармонического осциллятора в том смысле, что дает физические причины, почему нерелятивистское приближение адекватно описывает внутренюю динамику адронной структуры.