[論文レビュー] Heavy quark symmetry in strong decays of P-wave heavy-light mesons

Bing Chen, Ling Yuan+1 more|arXiv (Cornell University)|Oct 23, 2012

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions参考文献 1被引用数 3

ひとこと要約

本稿は、3P₀モデルにおいて、P波の重い・軽いバリオンの物性的遷移強度 𝒫^{j_q,j'_q}_{j_h,l}(0) を導出し、EHQ手法による実験的フィット値と強い一貫性を示した。重クォーク対称性がこれらの状態の強い崩壊において良好に保存されており、β ≈ 0.38 GeV を用いることで、予測された分岐比と崩壊幅が実験データと一致することを確認した。

ABSTRACT

Heavy quark symmetry and its breaking in strong decays of P-wave heavy-light mesons are examined within the EHQ's method. The consistence of theory with experiments indicates that the breaking of heavy quark symmetry in the two-body strong decays of these mesons is not large. The relation between the EHQ's method and the $^3P_0$ model is investigated, and the phenomenological transition strengths $\mathcal {F}^{j_q,j'_q}_{j_h,l}(0)$ of the P-wave heavy-light mesons within the EHQ method are analytically derived within the $^3P_0$ model.

研究の動機と目的

• P波の重い・軽いバリオンの強い崩壊における重クォーク対称性の妥当性を検証すること。
• 3P₀モデル内で、物性的遷移強度 𝒫^{j_q,j'_q}_{j_h,l}(0) を解析的に導出すること。
• 理論的予測をEHQ手法による実験的フィット値と比較すること。
• 3P₀モデルが崩壊幅および分岐比の実験データとどの程度一貫性を持つかを評価すること。
• EHQ形式主義で用いられる遷移強度の理論的基盤を提供すること。

提案手法

• 2体強い崩壊幅を6-j記号と物性的遷移強度 𝒫^{j_q,j'_q}_{j_h,l}(0) で表すEHQ形式主義を用いる。
• 3P₀モデルを適用し、クォークモデルのパラメータβの関数として 𝒫^{j_q,j'_q}_{j_h,l}(0) の解析的表現を導出する。
• 3P₀モデルの波動関数の仮定を用いて、S波、P波、D波遷移の崩壊振幅を計算する。
• 正規化および運動量空間の重なり計算を通じて、3P₀モデルのパラメータとEHQの物性的遷移強度を関連付ける。
• 軽いバリオンのデータと整合するようにβを0.38 GeVに固定し、予測された遷移強度比と実験的フィット値を比較する。
• 得られた式を用いて、P波の重い・軽いバリオンの崩壊幅および分岐比を計算する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 P波の重い・軽いバリオンの強い崩壊において、重クォーク対称性はどの程度保存されているか？
• RQ2 3P₀モデルで導出された遷移強度 𝒫^{j_q,j'_q}_{j_h,l}(0) は、EHQ手法で実験的にフィットされた値とどの程度一致するか？
• RQ3 3P₀モデル内でのP波の重い・軽いバリオンに対する遷移強度 𝒫^{j_q,j'_q}_{j_h,l}(0) の解析的形は何か？
• RQ4 3P₀モデルで予測された遷移強度比は、誤差の範囲内で実験データと一致するか？
• RQ5 3P₀モデルは、EHQ形式主義で用いられる物性的パラメータの一貫した理論的根拠を提供できるか？

主な発見

• 遷移強度 𝒫^{1/2,1/2}_{0,0}(0) は運動量pとパラメータβに依存するが、𝒫^{1/2,1/2}_{1,1}(0) と 𝒫^{3/2,1/2}_{2,2}(0) はβにのみ依存する。
• β = 0.38 GeV で、3P₀モデルにおける予測比 𝒫^{1/2,1/2}_{0,0}(0)/𝒫^{3/2,1/2}_{2,2}(0) は0.33であり、実験値の0.30に近く一致する。
• 3P₀モデルにおける予測比 𝒫^{1/2,1/2}_{1,1}(0)/𝒫^{3/2,1/2}_{2,2}(0) は1.95であるが、実験的フィット値の1.64と比較してやや高い。
• β ≈ 0.38 GeV を用いることで、理論的予測の崩壊幅および分岐比は実験データと一貫している。
• 軸性ベクトル状態 D_{s1}(2460) と D_{s1}(2536) は、A′₁ と A₁ 状態の混合であり、混合角 φ ≈ -5.2° から -1.4° の範囲にあることが判明した。
• 3P₀モデルは、EHQ形式主義で用いられる物性的遷移強度の整合的かつ解析的に導出された理論的基盤を提供する。