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Vektormesonen in dichter und heißer Materie

Urban, Michael :
Vektormesonen in dichter und heißer Materie.
[Online-Edition]
TU Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2001)

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Vektormesonen in dichter und heißer Materie
Language: German
Abstract:

Im ersten Teil dieser Arbeit werden die Eigenschaften des Rho-Mesons in dichter und heißer Materie untersucht. Der Schwerpunkt liegt dabei auf den Modifikationen, die das Rho-Meson durch die Kopplung an die im Medium ebenfalls modifizierten Pionen erfährt. Dabei wird die volle Impulsabhängigkeit der Selbstenergie in einer eichinvarianten Weise berücksichtigt. Als Funktion der Nukleonendichte nimmt die Spektralfunktion des Rho-Mesons im Bereich niedriger invarianter Massen unterhalb von 650 MeV stark zu, während sich das Maximum, d.h. die Polmasse, leicht nach oben verschiebt. Als Funktion der Temperatur für festgehaltene Nukleonendichte nimmt der Imaginärteil der Selbstenergie durch Bose-Verstärkung weiter zu. Gleichzeitig wird die Änderung der Masse durch den Realteil sehr stark. Infolge dieser Mediumeffekte wächst die Dileptonenrate im Bereich niedriger invarianter Massen unterhalb von 650 MeV stark an, und das Maximum bei 770 MeV verschwindet. Im zweiten Teil dieser Arbeit wird ein chiral symmetrisches hadronisches Modell für die Vektor- und Axialvektor-Korrelatoren im Vakuum und bei endlichen Temperaturen vorgestellt. Die dominanten Beiträge zu diesen Korrelatoren stammen von Pionen, Rho- und A1-Mesonen und werden in Ein-Loop-Näherung berechnet. Die resultierenden Spektralfunktionen im Vakuum stimmen gut mit den von der ALEPH-Kollaboration gemessenen Daten überein. Die Konsistenz des Modells mit der globalen chiralen Symmetrie zeigt sich z.B. darin, dass das Goldstone-Theorem erfüllt ist und der longitudinale Anteil des Axialvektor-Korrelators im chiralen Limes verschwindet (PCAC). Bei endlicher Temperatur nimmt die Breite des Rho-Mesons und damit auch die des Vektor-Korrelators zu. Obwohl die Relation für die Rho-Masse in Baumgraphen-Näherung scheinbar auf eine dem "Brown-Rho-Scaling" entsprechende Abnahme der Rho-Masse hindeutet, kann man zeigen, dass sich die Masse des Rho-Mesons, d.h. die Lage des Maximums des Vektorkorrelators, in führender Ordnung in der Temperatur nicht ändert. Entsprechendes gilt auch für das A1-Meson bzw. den Axialvektor-Korrelator. Es treten jedoch sowohl im Vektor- als auch im Axialvektor-Korrelator Anzeichen für das "Eletsky-Ioffe-Mixing" auf.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
In the first part of this thesis the in-medium properties of the rho meson in hot and dense matter are investigated. The main focus lies on the modifications of the selfenergy due to the coupling of the rho meson to in-medium pions. The calculation treats the full momentum dependence in a gauge invariant way. As a function of nucleon density, the rho meson spectral function is strongly enhanced in the invariant mass region below 650 MeV, while the maximum, i.e. the pole mass, is slightly shifted upwards. As a function of temperature, for fixed nucleon density, the imaginary part of the selfenergy increases further due to Bose enhancement. At the same time the mass shift from the real part becomes very large. As a consequence of these medium effects, the dilepton rate in the low-mass region below 650 MeV increases strongly, while the peak at 770 MeV disappears. In the second part of this thesis a chirally symmetric hadronic model for vector and axial-vector correlators in vacuum and at finite temperature is presented. The dominant contributions to these correlators come from intermediate pions, rho and a1 mesons which are calculated in one-loop approximation. The resulting spectral functions in vacuum are in good agreement with the data measured by the ALEPH collaboration. The consistency of the model with global chiral symmetry can be seen from the validity of the Goldstone theorem and the vanishing longitudinal part of the axial-vector correlator in the chiral limit (PCAC). At finite temperature the width of the rho meson and of the vector correlator increases. Although the formula for the rho-meson mass on tree level seems to indicate a dropping rho mass similar to the "Brown-Rho scaling" hypothesis, it can be shown that the rho mass, i.e. the position of the maximum of the vector correlator, remains unchanged to leading order in the temperature. The same is true for the a1 meson and the axial-vector correlator. In the vector as well as in the axial-vector correlator hints for the "Eletsky-Ioffe mixing" are found.English
Divisions: Fachbereich Physik
Date Deposited: 17 Oct 2008 09:20
Last Modified: 07 Dec 2012 11:47
Official URL: http://elib.tu-darmstadt.de/diss/000132
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-1329
License: Simple publication rights for ULB
Referees: Wambach, Prof.Dr. Jochen and Richter, Prof.Dr.Dr Achim
Advisors: Wambach, Prof.Dr. Jochen
Refereed: 23 May 2001
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/132
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