[論文レビュー] Heavy Hybrid mesons Masses

F. Iddir, Lahouari Semlala|ArXiv.org|Nov 13, 2006

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions被引用数 5

ひとこと要約

この論文は、構成クォーク-グルーオン模型において、相対論的効果と質量のある構成グルーオン（800 MeV）を組み込んだ、素性のあるQCDに由来するポテンシャルを用いて、重いハイブリッドメソン（cc̄g および bb̄g）の質量を推定している。研究では、charm系では4.58–4.82 GeV、bottom系では10.86–11.12 GeVの範囲で基底状態の質量を予測しており、0⁻⁻状態を除き、最近のLattice QCDの結果と良好な一致を示している。

ABSTRACT

We estimate the ground state masses of the heavy hybrid mesons using a phenomenological QCD-type potential. 0^{- -},1^{- -},0^{- +},1^{- +} and 0^{+ -} J^{PC} states are considered.

研究の動機と目的

• Exotic量子数を有する重いハイブリッドメソン（cc̄g および bb̄g）の質量を、現象的モデルを用いて推定すること。
• 800 MeVの質量を持つ構成グルーオンがハイブリッドメソンの質量スペクトルに与える役割を調査すること。
• 予測結果を既存のLattice QCDの結果およびY(4260)のような実験的候補と比較すること。
• 軌道励起（lq̄q, lg ≤ 2）がハイブリッド状態のエネルギー準位に与える影響を調査すること。

提案手法

• 動的質量が満たす ∂E/∂Mi = 0 を満たすシュレーディンガー型ハミルトニアンを構築する。
• 有効ポテンシャル Veff はクーロン項と線形項の組み合わせで表され、Veff = −αs/r + σr + c である。パラメータは、charmおよびbottomのバリオンスペクトルにフィットさせた。
• クォーク-反クォークとグルーオン間の相対運動を記述するために、ヤコビ座標（ρ, λ）を用いる。
• クラスタ近似を用いたガウス型軌道関数の展開により、波動関数を lq̄q, lg, S, jg, L の量子数を用いて表現する。
• エネルギー期待値を β, Mq, Mq̄, Mg について最小化することで、基底状態の質量を決定する。
• 色 singlet 項およびスピン依存項は、αs係数 αq̄q = −1/6, αqg = αq̄g = 3/2 を通じてモデルに組み込まれる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 JPC = 0⁻⁻, 1⁻⁻, 0⁻⁺, 1⁻⁺, 0⁺⁻ を有する重いハイブリッドメソン（cc̄g および bb̄g）の予測質量は何か？
• RQ2 800 MeVの質量を持つ構成グルーオンを含めることで、ハイブリッドメソンの質量スペクトルにどのような影響が生じるか？
• RQ3 このモデルの予測は、最近のLattice QCD計算のハイブリッドメソン質量とどの程度一致しているか？
• RQ4 異なる軌道励起（lq̄q, lg ≤ 2）は、ハイブリッド状態のエネルギー準位にどのように寄与するか？

主な発見

• charm系における0⁻⁻状態の予測質量は4.73 GeV、bottom系では11.02 GeVである。
• 1⁻⁻状態は、cc̄g では4.82 GeV、bb̄g では11.12 GeVに予測されており、研究された状態の中で最も高い質量を持つ。
• 0⁺⁻状態は、charm系で4.58 GeV、bottom系で10.86 GeVに予測され、予測された質量の中で最も軽い。
• 0⁻⁺および1⁻⁺状態は、cc̄g に対してそれぞれ4.70 GeVおよび4.72 GeVに予測され、bottom対応状態は10.96 GeVおよび10.98 GeVである。
• 1⁻⁺および0⁺⁻状態の予測値は、最近のLattice QCDの結果（それぞれ4.40 GeVおよび4.73 GeV）と良好に一致している。
• 0⁻⁻状態の予測値（4.73 GeV）は、Lattice QCDの結果（5.88 GeV）よりも顕著に軽く、この状態において潜在的な不一致を示唆している。