[논문 리뷰] Flavor Symmtry Breaking andd Mixing Effects in the eta-gamma and eta'-gamma Transition Form Factors

Thorsten Feldmann, P. Kroll|arXiv (Cornell University)|1997. 11. 04.

Particle physics theoretical and experimental studies인용 수 9

한 줄 요약

이 논문은 수정된 하드 산란 방법을 사용하여 CLEO와 L3의 새로운 데이터를 통합하면서 eta-gamma 및 eta'-gamma 전이 형상 인자의 재분석을 수행한다. 연구 결과, 기존의 옥텟-싱글렛 모델보다 두 각도 혼합 모델이 데이터를 더 잘 기술함을 밝혀내었으며, 이는 붕괴 너비와 J/Psi 붕괴 비율을 동시에 고려한 결과로, eta'의 쿼크 붕괴 상수는 -65 MeV에서 15 MeV 사이로 추정된다.

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.

연구 동기 및 목표

• 표준 색상 옥텟-싱글렛 혼합 모델을 초월하여 eta-gamma 및 eta'-gamma 전이 형상 인자의 기술을 향상시키기 위해.
• 15 GeV²까지의 가상 광자 가상성질에 대한 CLEO와 L3의 새로운 실험 데이터를 반영하기 위해.
• eta 및 eta' 분포 애너지가 점근형 형태에서 벗어나는지, 그리고 내재된 쿼크 기여가 가능한지 조사하기 위해.
• 현상학적 프레임워크 내에서 eta' 메손의 쿼크 붕괴 상수를 결정하기 위해.

제안 방법

• QCD 요약에서 전이 형상 인자를 계산하기 위해 수정된 하드 산란 방법을 적용하기 위해.
• 모델 파rameter를 제약하기 위해 Q² = 1에서 15 GeV²까지의 실험 데이터를 통합하기 위해.
• 기존의 단일 각도 옥텟-싱글렛 혼합 대신 일반화된 두 각도 혼합 모델을 eta-eta' 시스템에 적용하기 위해.
• 분포 애너지와 쿼크 성분을 통해 고임계 및 비파erturbative 효과를 포함하기 위해.
• 붕괴 너비와 형상 인자에 의한 제약을 통해 eta'의 쿼크 붕괴 상수를 추정하기 위해.
• 이론적 예측을 두 광자 붕괴 너널과 J/Psi → η(′)γ 분해율과 비교하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 기존의 색상 옥텟-싱글렛 혼합 모델이 eta 및 eta' 전이 형상 인자를 충분히 기술하는가?
• RQ2 두 각도 혼합 모델이 측정된 전이 형상 인자와 eta 및 eta'의 붕괴 너널을 더 잘 기술할 수 있는가?
• RQ3 eta 및 eta' 분포 애너지가 점근형 형태에서 크게 벗어나는가?
• RQ4 내재된 쿼크 기여가 eta 및 eta' 파동 함수에 유의미한 기여를 하는가?
• RQ5 실험 데이터와 일치하는 eta'의 쿼크 붕괴 상수의 범위는 무엇인가?

주요 결과

• 두 각도 혼합 모델은 기존의 옥텟-싱글렛 모델보다 실험 데이터에 대해 훨씬 더 우수한 적합도를 보였다.
• 모델은 실험적 불확실성 내에서 eta 및 eta' 메손의 두 광자 붕괴 너널을 성공적으로 재현하였다.
• J/Psi → η'γ 분해율과 J/Psi → ηγ 분해율의 비율은 두 각도 혼합 프레임워크에 의해 잘 기술되었다.
• eta' 메손의 쿼크 붕괴 상수 추정치는 -65 MeV < fc(η') < 15 MeV 범위에 있었으며, 이는 작은 또는 가능성이 음수인 기여를 시사한다.
• 분포 애너지가 점근형 형태에서 크게 벗어나거나, 큰 내재된 쿼크 성분이 있다는 강력한 증거는 발견되지 않았다.
• 분석 결과, 표준 옥텟-싱글렛 혼합 모델이 포착하지 못하는 색상 대칭성 붕괴 및 혼합 효과가 더 복잡하다는 것이 제기되었다.