[論文レビュー] Flavor Symmtry Breaking andd Mixing Effects in the eta-gamma and eta'-gamma Transition Form Factors

Thorsten Feldmann, P. Kroll|arXiv (Cornell University)|Nov 4, 1997

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 9

ひとこと要約

本稿は、新しいCLEOおよびL3データを組み込んだ修正されたハード散乱アプローチを用いて、η-γおよびη'-γ遷移形式因子を再分析する。二角度混合スキームが、標準的な八重項-モノレットモデルよりもデータをよりよく記述できることを示し、同時に崩壊幅およびJ/ψ崩壊比率をも説明可能である。また、η'のcharm崩壊定数は-65 MeVから15 MeVの間と推定される。

ABSTRACT

We reanalyze the eta-gamma and eta'-gamma transition form factors within the modified hard scattering approach on the basis of new experimental data from CLEO and L3. Our approach perfectly describes the experimental data over a wide range of the virtuality of the probing photon, 1 GeV^2 < Q^2 < 15 GeV^2. The analysis provides hints that the conventional flavor octet-singlet scheme for the eta-eta' mixing is too simple. A more general mixing scheme on the other hand, involving two mixing angles, leads to a very good description of the transition form factors and also accounts for the two-photon decay widths of the eta and eta' mesons as well as for the ratio of the widths for the J/Psi --> eta' gamma and J/Psi --> eta gamma decays. We also investigate the questions of possible deviations of the eta and eta' distribution amplitudes from the asymptotic form and of eventual intrinsic charm in the eta and eta' mesons. We estimate the charm decay constant of the eta' meson to lie within the range -65 MeV < fc(eta') <15 MeV.

研究の動機と目的

• 標準的なフレーバー八重項-モノレット混合スキームを越えて、η-γおよびη'-γ遷移形式因子の記述を改善すること。
• Q²が15 GeV²に達するまでの仮想光子の虚数的運動量の新しいCLEOおよびL3実験データを考慮すること。
• ηおよびη'の分布振幅が漸近形からどの程度ずれているか、および内在的 charm 状態の寄与の可能性を調査すること。
• 現象論的枠組み内でη'メソンのcharm崩壊定数を決定すること。

提案手法

• QCD因子化において遷移形式因子を計算するため、修正されたハード散乱アプローチの適用。
• Q²が1から15 GeV²の間の実験的データを用いてモデルパラメータを制約。
• 従来の単一角度八重項-モノレット混合の代わりに、一般化された二角度混合スキームをη-η'系に適用。
• 分布振幅およびcharm quark成分を通じて、高次ツイストおよび非摂動的効果を含む。
• 崩壊幅および形式因子からの制約を用いて、η'のcharm崩壊定数を推定。
• 理論的予測を二光子崩壊幅およびJ/ψ → η(′)γ分岐比と比較。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 従来のフレーバー八重項-モノレット混合スキームは、ηおよびη'の遷移形式因子を十分に記述できるか？
• RQ2 二角度混合スキームは、測定された遷移形式因子およびηおよびη'メソンの崩壊幅をよりよく説明できるか？
• RQ3 ηおよびη'の分布振幅は漸近形から顕著にずれているか？
• RQ4 ηおよびη'の波動関数における内在的 charm の寄与は有意義な大きさか？
• RQ5 実験データと整合するη'のcharm崩壊定数の範囲は何か？

主な発見

• 二角度混合スキームは、従来の八重項-モノレットモデルよりも、η-γおよびη'-γ遷移形式因子の実験データに対して顕著に良い適合を示す。
• モデルは、実験的不確かさの範囲内で、ηおよびη'メソンの二光子崩壊幅をうまく再現している。
• J/ψ → η'γ分岐比とJ/ψ → ηγ分岐比の比は、二角度混合フレームワークによって良好に記述される。
• η'のcharm崩壊定数の推定値は-65 MeV < fc(η') < 15 MeVの範囲にあり、小さなあるいはもしかすると負の寄与を示唆している。
• 分布振幅が漸近形から顕著にずれていること、または大きな内在的 charm 成分があることの強い証拠は得られていない。
• この分析は、フレーバー対称性の破れおよび混合効果が、標準的な八重項-モノレット混合スキームが捉えきれないほど複雑である可能性を示唆している。