[論文レビュー] Instantons, diquarks and the Delta I = 1/2 rule for non-leptonic hyperon decays

M. Cristoforetti, Pietro Faccioli+2 more|arXiv (Cornell University)|Feb 18, 2004

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions被引用数 1

ひとこと要約

本稿では、インスタントン液体模型（ILM）におけるインスタントン誘発 't Hooft相互作用が、八重態バリオンにおける有効なクォーク-ダイクォーククラスタリングを生成し、非レプトン的ハイパーメソン崩壊におけるΔI = 1/2則を自然に説明すると提案している。このモデルは、実験的P波およびS波振幅をうまく再現しており、準古典的ゲージ場を介したダイクォーク形成の非摂動的メカニズムを提供する。

ABSTRACT

This work is devoted to the study of the non-perturbative contributions in non-leptonic hyperon decays. We show that the instanton-induced 't Hooft interaction can naturally explain the Delta I=1/2 rule, by generating quark-diquark clustering inside octet baryons. We compute P-wave and S-wave amplitudes in the Instanton Liquid Model (ILM), and find good agreement with experiment. We propose a model-independent procedure to test on the lattice if the leading quark-quark attraction in the 0^+ anti-triplet channel responsible for diquark structures in hadrons is originated by the interaction generated by quasi-classical fields or it is predominantly due to other perturbative and/or confining forces.

研究の動機と目的

• 非摂動的QCD効果を通じて、長年の未解決問題である非レプトン的ハイパーメソン崩壊におけるΔI = 1/2則を説明すること。
• インスタントン誘発 't Hooft相互作用が、八重態バリオン内でのクォーク-ダイクォーク相関をどのように生成するかを調査すること。
• 0^+ 反三重項チャネルにおける主要なクォーク-クォーク引力の起源を、モデルに依存しないラティス的テストを提供すること。
• バリオン内でのダイクォーク構造形成が、摂動的または閉じ込め力ではなく、準古典的ゲージ場に起因するものであると結びつけること。

提案手法

• 非レプトン的ハイパーメソン崩壊におけるP波およびS波振幅を計算するために、インスタントン液体模型（ILM）を用いる。
• 't Hooft相互作用項を用い、インスタントン効果に起因する0^+ 反三重項チャネルにおける有効なクォーク-クォーク引力を誘発する。
• 得られた八重態バリオン内でのダイクォーククラスタリングを、ΔI = 1/2振幅の増幅を説明するメカニズムとして分析する。
• ラティスに基づく手順を提案し、ダイクォークチャネルにおける準古典的場の寄与を他の力から分離する。
• 理論的予測をハイパーメソン崩壊振幅の実験データと比較し、モデルの妥当性を検証する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 インスタントン誘発 't Hooft相互作用は、非レプトン的ハイパーメソン崩壊におけるΔI = 1/2振幅の優位性を説明できるか？
• RQ2 八重態バリオン内でのクォーク-ダイクォーク相関は、どの程度インスタントンによって生成される有効相互作用に起因するか？
• RQ3 0^+ 反三重項チャネルにおける主要なクォーク-クォーク引力は、主に準古典的ゲージ場に起因するのか、それとも他の力に起因するのか？
• RQ4 インスタントン液体模型は、ハイパーメソン崩壊で観測されたP波およびS波振幅を再現できるか？

主な発見

• インスタントン液体模型は、非レプトン的ハイパーメソン崩壊における実験的P波およびS波振幅をうまく再現している。
• 't Hooft相互作用は、八重態バリオン内に顕著なクォーク-ダイクォーククラスタリング効果を生成し、ΔI = 1/2則の自然な説明を提供している。
• 提案されたモデルに依存しないラティス手順により、主要なダイクォーク引力が準古典的場に起因するかどうかをテストできる。
• 結果から、非摂動的インスタントン効果が、観測された振幅増幅を説明するのに十分であることが示唆され、追加の力学的機構は必要ない。