[논문 리뷰] Instantons, diquarks and the Delta I = 1/2 rule for non-leptonic hyperon decays

M. Cristoforetti, Pietro Faccioli외 2명|arXiv (Cornell University)|2004. 02. 18.

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions인용 수 1

한 줄 요약

이 논문은 인스탄톤 유체 모델에서 유도된 't Hooft 상호작용이 오кт렛 바리온 내 효과적인 쿼크-다이쿼크 군집화를 생성하며, 비레프톤적 하이퍼온 붕괴에서의 ΔI = 1/2 법칙을 자연스럽게 설명한다. 이 모델은 실험적으로 관측된 P-파 및 S-파 진폭을 성공적으로 재현하며, 준고전적 장을 통한 다이쿼크 형성의 비파erturbative 메커니즘을 제공한다.

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.

연구 동기 및 목표

• 비레프톤적 하이퍼온 붕괴에서 오랫동안 남아있던 ΔI = 1/2 법칙을 비파erturbative QCD 효과를 통해 설명하기 위해.
• 인스탄톤 유도 't Hooft 상호작용이 오кт렛 바리온 내 쿼크-다이쿼크 상관관계를 어떻게 생성하는지 조사하기 위해.
• 0^+ 반삼중항 채널에서 주요 쿼크-쿼크 흡인의 기원을 모델에 종속되지 않는 격자 테스트를 제공하기 위해.
• 바리온 내 다이쿼크 구조 형성과 파erturbative 또는 비틀림력이 아닌 준고전적 게이지 장 간의 연결을 설정하기 위해.

제안 방법

• 비레프톤적 하이퍼온 붕괴에서 P-파 및 S-파 진폭을 계산하기 위해 인스탄톤 유체 모델(ILM)을 사용한다.
• 't Hooft 상호작용 항을 사용하여, 인스탄톤 효과에서 기인하는 0^+ 반삼중항 채널에서의 효과적인 쿼크-쿼크 흡인을 유도한다.
• 결과적으로 발생하는 오кт렛 바리온 내 다이쿼크 군집화를 ΔI = 1/2 진폭의 증폭 메커니즘으로 분석한다.
• 다이쿼크 채널에서 준고전적 장의 기여를 다른 力과 분리하기 위한 격자 기반 절차를 제안한다.
• 이론적 예측을 하이퍼온 붕괴 진폭에 대한 실험 데이터와 비교하여 모델의 타당성을 검증한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 인스탄톤 유도 't Hooft 상호작용이 비레프톤적 하이퍼온 붕괴에서 ΔI = 1/2 진폭의 지배적 우세성을 설명할 수 있는가?
• RQ2 오кт렛 바리온 내 쿼크-다이쿼크 상관관계가 어느 정도 인스탄톤에 의해 생성된 효과적인 상호작용에서 기인하는가?
• RQ3 0^+ 반삼중항 채널에서 주요 쿼크-쿼크 흡인은 주로 준고전적 게이지 장에서 기인하는가, 아니면 다른 力에서 기인하는가?
• RQ4 인스탄톤 유체 모델이 하이퍼온 붕괴에서 관측된 P-파 및 S-파 진폭을 모두 재현할 수 있는가?

주요 결과

• 인스탄톤 유체 모델은 비레프톤적 하이퍼온 붕괴에서 실험적으로 관측된 P-파 및 S-파 진폭을 성공적으로 재현한다.
• 't Hooft 상호작용은 오кт렛 바리온 내에서 상당한 쿼크-다이쿼크 군집화 효과를 생성하며, ΔI = 1/2 법칙에 대한 자연스러운 설명을 제공한다.
• 제안된 모델에 종속되지 않는 격자 절차를 통해 주로 다이쿼크 흡인이 준고전적 장에서 기인하는지 테스트할 수 있다.
• 결과는 비파erturbative 인스탄톤 효과만으로도 관측된 진폭 증폭을 설명하는 데 충분하며, 추가적인 동역학이 필요하지 않다는 것을 시사한다.