[論文レビュー] Baryon Magnetic Moments in a Relativistic Quark Model

Simon Capstick, B. D. Keister|ArXiv.org|Nov 27, 1996

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions参考文献 1被引用数 5

ひとこと要約

この論文は、相対論的クォーク模型を光界面形式で用いてバリオンの磁気モーメントを計算し、クォーク質量依存性および異常磁気モーメントを組み込んでいる。実験データと良好な一致を示し、核子モーメントにおける strange クォーク寄与を必要とせず、相対論的効果によりクォーク質量入力への感受性が最大20%まで低減され、非相対論的モデルを上回っている。

ABSTRACT

Magnetic moments of baryons in the ground-state octet and decuplet are calculated in a light-front framework. We investigate the effects of quark mass variation both in the current operator and in the wavefunctions. A simple fit uses single oscillator wavefunctions for the baryons and allows the three flavors of quark to have nonzero anomalous magnetic moments. We find a good fit to the data without allowing for strange quark contributions to the nucleon moments. A slightly better fit is obtained by allowing for explicit SU(3)_f breaking in the wavefunctions through a simple mechanism. The predictions for magnetic moments in our relativistic model are also much less sensitive to the values chosen for the constituent quark masses than those of nonrelativistic models. Relativistic effects can be of order 20% in general, and can alter familiar relationships between the moments based on SU(3)_f and a nonrelativistic treatment of spin.

研究の動機と目的

• 基底状態のバリオン（八重項および十重項）の磁気モーメントを、相対論的クォーク模型フレームワークを用いて計算すること。
• 電流演算子およびバリオン波動関数におけるクォーク質量の変動が及える影響を調査すること。
• 波動関数内の単純なメカニズムを通じて、SU(3)_f 対称性の破れの役割を評価すること。
• 非相対論的モデルと比較して、構成クォーク質量入力への感受性を低減すること。
• 核子磁気モーメントにおける明示的な strange クォーク寄与が、良好な適合に必要かどうかを検証すること。

提案手法

• バリオンを相対論的三クォーク系として記述するため、光界面正準化フレームワークを用いる。
• バリオンに単一の調和振動子波動関数を用い、フレーバー依存のクォーク質量および異常磁気モーメントを導入する。
• up/down クォークと strange クォークのための異なる調和振動子パラメータを導入することで、波動関数内に SU(3)_f 破れのメカニズムを組み込む。
• 光界面形式における電磁現在演算子の行列要素を計算する。
• 最小限の自由パラメータで実験的磁気モーメントデータにモデルパラメータをフィッティングする。
• 相対論的補正を定量化するために、予測値を非相対論的クォーク模型の結果と比較する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 相対論的クォーク模型は、核子の磁気モーメントにおける明示的な strange クォーク寄与なしにバリオン磁気モーメントを再現できるか？
• RQ2 相対論的効果は、構成クォーク質量値への磁気モーメント予測の感受性にどのように影響するか？
• RQ3 波動関数内の SU(3)_f 破れが、実験データへの適合性をどの程度向上させるか？
• RQ4 この相対論的モデルの予測は、非相対論的クォーク模型の予測と定量的にどのように異なるか？
• RQ5 クォークの異常磁気モーメントを含めることによる、全体の適合品質への定量的影響は何か？

主な発見

• モデルは、核子磁気モーメントにおける明示的な strange クォーク寄与を必要とせず、実験的バリオン磁気モーメントに良好に適合している。
• up/down クォークと strange クォークのための異なる調和振動子パラメータを用いた SU(3)_f 破れの導入により、対称な場合と比較してわずかに適合性が向上した。
• モデル内の相対論的効果の大きさは約20%であり、構成クォーク質量の選択に対する依存性を顕著に低減している。
• このモデルの予測は、非相対論的クォーク模型の予測よりもクォーク質量の変動に対して著しく感受性が低い。
• モデルは、非相対論的 SU(3)_f 関係を明確に変化させ、相対論的力学の重要性を示している。
• up、down、strange クォークにフレーバー依存の異常磁気モーメントを含めることで、電磁的性質を一貫的かつ効果的にパラメータ化できた。