Three regimes of QCD

While the QCD Lagrangian as the whole is only chirally symmetric, its electric part has larger chiral-spin [Formula: see text] and [Formula: see text] symmetries. This allows separation of the electric and magnetic interactions in a given reference frame. Artificial truncation of the near-zero modes of the Dirac operator results in the emergence of the [Formula: see text] and [Formula: see text] symmetries in hadron spectrum. This implies that while the confining electric interaction is distributed among all modes of the Dirac operator, the magnetic interaction is located at least predominantly in the near-zero modes. Given this observation one could anticipate that above the pseudocritical temperature, where the near-zero modes of the Dirac operator are suppressed, QCD is [Formula: see text] and [Formula: see text] symmetric, which means absence of deconfinement in this regime. Solution of the [Formula: see text] QCD on the lattice with a chirally symmetric Dirac operator reveals that indeed in the interval [Formula: see text] QCD is approximately [Formula: see text] and [Formula: see text] symmetric which implies that degrees of freedom are chirally symmetric quarks bound by the chromoelectric field into color-singlet objects without the chromomagnetic effects. This regime is referred to as a Stringy Fluid. At larger temperatures this emergent symmetry smoothly disappears and QCD approaches the Quark–Gluon Plasma regime with quasifree quarks. The Hadron Gas, the Stringy Fluid and the Quark–Gluon Plasma differ by symmetries, degrees of freedom and properties.

Relativistic Friedrichs–Lee model and quark-pair creation model

In this paper, we present how the Friedrichs–Lee model could be extended to the relativistic scenario and be combined with the relativistic quark pair creation model in a consistent way. This scheme could be applied to study the “unquenched” effect of the meson spectra. As an example, if the lowest $$J^{PC}=0^{++}$$ J PC = 0 + + $$(u\bar{u}+d\bar{d})/\sqrt{2}$$ ( u u ¯ + d d ¯ ) / 2 bound state in the potential model is coupled to the $$\pi \pi $$ π π continuum, two resonance poles could be found from the scattering amplitude for the continuum states. One of them could correspond to the $$f_0(500)/\sigma $$ f 0 ( 500 ) / σ and the other probably $$f_0(1370)$$ f 0 ( 1370 ) . This scheme might shed more light on why extra states could appear in the hadron spectrum other than the prediction of the quark potential model.

Two-Pole Structures in QCD: Facts, Not Fantasy!

The two-pole structure refers to the fact that particular single states in the spectrum as listed in the PDG tables are often two states. The story began with the Λ ( 1405 ) , when in 2001, using unitarized chiral perturbation theory, it was observed that there are two poles in the complex plane, one close to the K ¯ p and the other close to the π Σ threshold. This was later understood combining the SU(3) limit and group-theoretical arguments. Different unitarization approaches that all lead to the two-pole structure have been considered in the mean time, showing some spread in the pole positions. This fact is now part of the PDG book, although it is not yet listed in the summary tables. Here, I discuss the open ends and critically review approaches that cannot deal with this issue. In the meson sector, some excited charm mesons are good candidates for such a two-pole structure. Next, I consider in detail the D 0 * ( 2300 ) , which is another candidate for this scenario. Combining lattice QCD with chiral unitary approaches in the finite volume, the precise data of the Hadron Spectrum Collaboration for coupled-channel D π , D η , D s K ¯ scattering in the isospin I = 1 / 2 channel indeed reveal its two-pole structure. Further states in the heavy meson sector with I = 1 / 2 exhibiting this phenomenon are predicted, especially in the beauty meson sector. I also discuss the relation of these two-pole structures and the possible molecular nature of the states under consideration.

Chiral symmetry and Heun’s equation

We show that the current quark mass should vanish to be consistent with the QCD color confinement: a bag model leads us to Heun’s equation, which requests that not only the energy but also the string tension should be quantized. This is due to the presence of higher-order singularity which requests higher regularity condition demanding that parameters of the theory should be related to one another. As a result, the Hadron spectrum is consistent with the Regge trajectory only when quark mass vanishes. Therefore, in this model, the chiral symmetry is a consequence of the confinement.

The upgraded ATLAS detector for the search of new physics with diboson final states

Η παρούσα διδακτορική διατριβή επικεντρώνεται στη μελέτη παραγωγής γεγονότων W ± Z από συγκρούσεις πρωτονίων στο Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC), και την ταυτόχρονη σκέδαση δυο μποζονίων βαθμίδας W, Z από τα αρχικά κουάρκ των πρωτονίων στις συγκρούσεις του LHC (Vector Boson Scattering). Τα γεγονότα που αναλύθηκαν καταγράφτηκαν από το πείραμα ATLAS και αντιστοιχούν σε ολοκληρωμένη φωτεινότητα 36.1 fb−1 σε ενέργεια κέντρου μάζας 13 TeV. Επιλέγονται τα γεγονότα στα οποία τα W±Z διασπώνται σε ηλεκτρόνια και μιόνια. Ένα μέρος της διατριβής αφορά στη μελέτη της απόδοσης της ανακατασκευής των μιονίων στην εμπρόσθια περιοχή. Η μελέτη αυτή έγινε στα πλαίσια της απόκτησης του τίτλου του ”συγγραφέα” στο πείραμα ΑΤΛΑΣ, και αποτελεί σημαντική συνεισφορά στο Πείραμα, καθότι δίνει την δυνατότητα να χρησιμοποιηθούν τα μιόνια της εμπρόσθιας περιοχής του ανιχνευτή και επομένως αυξάνει την διαθέσιμη στατιστική, ιδιαίτερα για αναλύσεις που αναζητούν σπάνια γεγονότα που περιλαμβάνουν και μιόνια. Τα γεγονότα W ± Z πρέπει να έχουν τρία καλώς απομονωμένα λεπτόνια και ελλείπουσα ενέργεια. Η κυρίαρχη πηγή υποβάθρου είναι τα γεγονότα που προέρχονται από διαδικασίες ZZ, Z + jets, ttbar. Οι συνεισφορές υποβάθρου από διαδικασίες ΖΖ υπολογίζονται χρησιμοποιώντας γεγονότα προσομοίωσης από Monte Carlo. Το υπόβαθρο όμως που προέρχεται από τη διαδικασία Z + jets καθώς επίσης και από την παραγωγή του ttbar quark εκτιμάται χρησιμοποιώντας τα δεδομένα του AT LAS , επειδή οι προσομοιώσεις δεν περιγράφουν με ακρίβεια τις συγκεκριμένες διασπάσεις. Η ενεργός διατομή για για καθένα από τα τέσσερα λεπτονικά κανάλια που εξετάστηκαν μετρήθηκε σfid= 63.7 ± 1.0(stat.) ± 2.3(syst.) ± 1.4(lumi.)fb. Τα γεγονότα W Z από σκέδαση μποζονίων βαθμίδας επιλέγονται από την προηγούμενη κατηγορία WZ, αν περιέχουν δυο πiδακες σωματιδίων σε αντίθετα χωρικά ημισφαίρια και αναλοίωτη μάζα του ζεύγους μεγαλύτερη από 500GeV . Η κυρίαρχη πηγή υποβάθρου είναι τα γεγονότα που προέρχονται από διαδικασίες W Zjj − QCD, ttV και ZZjj. Οι συνεισφορά στο υπόβαθρο από τις παραπάνω διαδικασίες υπολογίζονται χρησιμοποιώντας γεγονότα προσομοίωσης από Monte Carlo και δεδομένα του ATLAS. Η ενεργός διατομή για ένα λεπτονικό κανάλι διάσπασης μετρήθηκε σEW (W ±Zjj → lνlljj) = 0.57 ±0.14 −0.13(stat.) ±0.05 (sys.)0.04 (th.)fb. Επιπλέον, πιθανά αποτελέσματα φυσικής πέρα απο το −0.04 −0.03 καθιερωμένο πρότυπο αναζητήθηκαν στα κανάλια λεπτονικών διασπάσεων WZ και WZVBS μέσω των τελεστών Ενεργών Θεωριών Πεδίου, με διαστάσεις 6 και 8. Η ευαισθησία όλων των πιθανών τελεστών μελετήθηκε με χρήση προσομοιώσεων MonteCarlo. Η μελέτη της απόδοσης της ανακατασκευής των μιονίων στην εμπρόσθια περιοχή παρουσιάστηκε στα συνέδρια ICNFP 2016 και XIIth quark confinement and the Hadron spectrum. Η μέτρηση του λεπτονικού καναλιού WZ VBS εκδόθηκε στο Physics Letters B,Volume 793 και παρουσιάστηκε στο συνέδριο Lepton-Photon 2019. Οι μελέτες σχετικά με τις Ενεργές Θεωρίες Πεδίου παρουσιάστηκαν στα συνέδρια Multi-Boson Interactions 2019 και HEP 2019.

Towards a theory of baryon resonances

In this talk, I discuss methods that allow for a systematic and model-independent calculation of the hadron spectrum. These are lattice QCD and/or its corresponding Effective Field Theories. Assorted results are shown and I take the opportunity to discuss some misconceptions often found in the literature.

Coulomb-quantum oscillator correspondence in two dimension, pure gauge field and half-quantized vortex

Isotropic oscillator and Coulomb problems are known to have interesting correspondence. We focus on two-dimensional (2D) quantum problems and present complete treatment on the correspondence including the Schrödinger equation, eigenfunctions and eigenvalues, and the integrals of motion. We find only partial equivalence. The wave function correspondence is examined introducing local gauge transformation and the emergence of half-quantized vortex with the associated spin-half is established. Vortex structure of the electron proposed by us and the origin of charge are discussed in this paper. Outlook on the implications for QCD and hadron spectrum is outlined.