[論文レビュー] On the possible nature of the Z+ as a K pi N bound state

Felipe J. Llanes–Estrada, E. Oset+1 more|arXiv (Cornell University)|Nov 6, 2003

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions被引用数 1

ひとこと要約

本稿では、チャーミカルラグランジアンおよびユニタリティを導入したチャーミカル摂動論の拡張を用いて、Z+バリオン共鳴状態がKπN結合状態として動的に生成可能かどうかを調査している。I=0, 1/2+チャンネルでは引力的相互作用が見いだされたが、その強さは結合状態を形成するには不十分であり、人工的に引力を強化してもKNへの崩壊幅は依然として小さいままとなる。これは、この分子的解釈の有効性に限界があることを示唆している。

ABSTRACT

Following a recent suggestion that the $\\Theta ^+$ could be a $K \\pi N$ bound state we perform an investigation under the light of the meson meson and meson baryon dynamics provided by the chiral Lagrangians and using methods currently employed to dynamically generate meson and baryon resonances by means of unitary extensions of chiral perturbation theory. We consider two body and three body forces and examine the possibility of a bound state below the three particle pion-kaon-nucleon and above the kaon-nucleon thresholds. Although we find indeed an attractive interaction in the case of isospin I=0 and spin-parity $1/2^+$, the interaction is too weak to bind the system. If we arbitrarily add the needed strength of the potential to bind the system and with such strong attraction evaluate the decay width into $K N$, this turns out to be small. A discussion on further work in this direction is done.

研究の動機と目的

• チャーミカル有効場理論の枠組み内でZ+がKπN結合状態として成立可能かどうかを評価すること。
• ユニタリティを導入したチャーミカル摂動論を用いてKπN系における2体および3体力の解析を行うこと。
• I=0, 1/2+チャンネルにおける引力的相互作用が、KπNしきい値未満の結合状態を生成可能かどうかを特定すること。
• 人工的に引力を強化した仮定の下で、KNチャンネルへの崩壊幅を評価すること。

提案手法

• KπN系におけるメソン-メソンおよびメソン-バリオン相互作用をモデル化するためのチャーミカルラグランジアンの採用。
• ユニタリティを導入したチャーミカル摂動論を用いて、2体相互作用から共鳴状態を動的に生成すること。
• KπN系の有効ポテンシャルに2体力および3体力を組み込むこと。
• ボルト＝サルペーター方程式の枠組みを用いて散乱振幅の結合状態極を解くこと。
• 結合条件のテストおよび崩壊幅の計算のために、相互作用強度を人工的に強化すること。
• 人工的に結合状態が安定化されたと仮定した場合のKNチャンネルへの崩壊幅の評価。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 Z+共鳴状態は、チャーミカルダイナミクスの枠組み内でKπN結合状態として動的に生成可能か？
• RQ2 I=0, 1/2+チャンネルにおける相互作用は、KπNしきい値未満の結合状態を形成するほど十分に引力的か？
• RQ3 人工的に引力を強化した場合、KNへの予測される崩壊幅はどの程度か？
• RQ4 2体力および3体力は、KπN系における結合機構にどのように寄与するか？

主な発見

• KπN系のI=0, 1/2+チャンネルにおいて引力的相互作用が確認され、結合状態形成の可能性と整合的である。
• 自然な相互作用強度では、3体しきい値未満の結合状態を形成するには不十分である。
• ポテンシャルを人工的に強くして結合を達成した場合、KNへの崩壊幅は依然として小さいことが判明した。
• 小さな崩壊幅は、そのような結合状態が狭いことを示唆するが、自然な引力の欠如がその物理的妥当性を損なう。