Hybrid static potentials and properties of heavy hybrid mesons from lattice QCD

• Applicants: Professor Dr. Owe Philipsen; Professor Dr. Marc Wagner
• Subject Area: Nuclear and Elementary Particle Physics, Quantum Mechanics, Relativity, Fields
• Term: from 2016 to 2019
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 284230219

• Final Report Year: 2019

Final Report Abstract

Die Quantenchromodynamik (QCD) ist die Theorie der Quarks und Gluonen und ihrer Wechselwirkungen. Sie erklärt die Bildung von Hadronen, wobei es sich typischerweise um Quark-Antiquark-Paare, d.h. Mesonen, und Dreiergruppen von Quarks, d.h. Baryonen, handelt. Es können jedoch auch kompliziertere Strukturen auftreten, die unter dem Begriff "exotische Hadronen” zusammengefasst werden. Gegenwärtig gibt es noch viele offene Fragen, die solche exotischen Hadronen betreffen, sowohl von experimenteller als auch von theoretischer Seite. In diesem Projekt haben wir mit Hilfe der numerischen Technik der Gittereichtheorie eine spezielle Klasse von exotischen Hadronen untersucht, sogenannte schwere hybride Mesonen, bei denen nicht nur das schwere Quark-Antiquark-Paar, sondern auch die Gluonen eine wichtige Rolle spielen. Wir haben hybride statische Potentiale für sieben unterschiedliche Sektoren berechnet, die sich im Gesamtdrehimpuls, der Parität und der Ladungskonjugation unterscheiden. Diese Potentiale haben wir geeignet parametrisiert und als Input fär eine Schrödinger-Gleichung verwendet, mit der wir Massen von hybriden cc¯ und bb¯ Mesonen vorhersagen konnten. Außerdem haben wir chromoelektrische und chromomagnetische Flussdichten in Anwesenheit eines statischen Quark-Antiquark-Paares berechnet, was Informationen zur inneren Struktur und Gluon-Verteilung von schweren hybriden Mesonen liefert.

Publications

• Structure of hybrid static potential flux tubes in lattice Yang-Mills theory,” PoS Confinement, 053 (2018)
  L. Müller, O. Philipsen, C. Reisinger and M. Wagner
  
• “Computation of hybrid static potentials from optimized trial states in SU(3) lattice gauge theory,” PoS LATTICE 2018, 054 (2018)
  C. Reisinger, S. Capitani, L. Müller, O. Philipsen and M. Wagner
  
• “Computation of hybrid static potentials in SU(3) lattice gauge theory,” EPJ Web Conf. 175, 05012 (2018)
  C. Reisinger, S. Capitani, O. Philipsen and M. Wagner
  
• “Structure of hybrid static potential flux tubes in SU(2) lattice Yang-Mills theory,” Acta Phys. Polon. Supp. 11, 551 (2018)
  L. Müller and M. Wagner
  
• “Hybrid static potential flux tubes from SU(2) and SU(3) lattice gauge theory,” Phys. Rev. D 100, no. 5, 054503 (2019)
  L. Müller, O. Philipsen, C. Reisinger and M. Wagner
  
• “Precision computation of hybrid static potentials in SU(3) lattice gauge theory,” Phys. Rev. D 99, no. 3, 034502 (2019)
  S. Capitani, O. Philipsen, C. Reisinger, C. Riehl and M. Wagner