Hyperonové rezonance ve fotoprodukci kaonů

  • Vedoucí práce / Supervisor: Ing. Dalibor Skoupil, Ph.D.
  • Pracoviště / Workplace: KF
  • Kontakt / Contact: Dalibor.Skoupil@fjfi.cvut.cz

V této práci se budeme zabývat studiem reakce, kdy při srážce fotonu s protonem vzniká pseudoskalární mezon (kaon) a hyperon. Díky studiu této reakce můžeme získat bližší informace o baryonovém a mezonovém spektru stavů. Kvarkové modely totiž často předpovídají stavy, které nebyly v experimentech potvrzeny. Při analýze dat na fotoprodukci kaonů lze tyto stavy, tzv. chybějící rezonance (missing resonances), ve spektru hledat. Pro studium hyperonových rezonancí ve fotoprodukci kaonů lze použít modely založené na efektivních Lagrangiánech. Tyto modely jsou konstruovány za pomocí Feynmanových diagramů na stromové úrovni. Výměnnými částicemi v těchto diagramech jsou proton, kaon a hyperon a jejich příslušné rezonance. Kromě diagramů s výměnou nukleonových rezonancí, které vytvářejí rezonanční charakter účinných průřezů, všechny ostatní diagramy přispívají do pozadí reakce. Tedy také diagramy s výměnou hyperonových rezonancí. Spektrum hyperonových rezonancí přispívajících do procesu je doposud nerozluštěné. Víme však, že hyperonové rezonance se spinem 1/2 mají často velké hodnoty vazbových konstant, jejich příspěvky tedy nejsou zanedbatelné, a lze také pozorovat, že přítomnost hyperonových rezonancí v modelu vede k útlumu příliš velkých příspěvků Bornovských členů (diagramů s výměnou částice v základním stavu), které nejsou ve shodě s daty. Přítomnost diagramů s hyperonovými rezonancemi také vede ke zmenšení hodnoty chi^2, a tím k lepšímu souhlasu s daty. Měření fotoprodukce kaonů se aktuálně provádí například v laboratořích Jefferson Lab (Virginia, USA), MAMI (Mainz, Německo), LNS (Tohoku University, Japonsko) a dalších. Studium této reakce se v posledních desetiletích dostává do popředí zájmu jak teoretiků, tak i experimentátorů.

Bakalářská práce: Cílem práce je seznámit se s problematikou fotoprodukce kaonů a s isobarickým modelem k popisu reakce provést výpočty pozorovatelných veličin.

Diplomová práce: Cílem práce je seznámit se s pokročilými metodami fitování - minimalizace chí^2 se zavedením penalizační funkce odvozené v Ridge regresi, s pomocí nichž lze zmenšit příspěvky některých hyperonových rezonancí. Následně student využije existující program k fitování volných parametrů modelu na experimentální data s důrazem na polarizační data, a tím tak zpřesní popis pozadí za pomoci hyperonových rezonancí.

Reference: D. Skoupil, P. Bydžovský, Phys. Rev. C 93, 025204 (2016). D. Skoupil, P. Bydžovský, Phys. Rev. C 97, 025202 (2018).