[논문 리뷰] The pseudoscalar and vector excited mesons in the U(3)*U(3) chiral model

M. K. Volkov|ArXiv.org|1996. 12. 24.

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 분離형 비국소 상호작용을 가진 나무-존아-라스니오 쿼크 모델을 보존화하여, 편소 및 벡터 메손의 반경운동 상태를 포함하는 U(3)×U(3) 카이랄 라그랑지안을 수립한다. 다섯 가지 서로 다른 형상 인자(각각 하나의 자유 매개변수를 가짐)를 사용하여, 흥분 상태의 질량과 약한 붕괴 상수를 계산하며, 특히 F_{π′}, F_K, F_{K′}를 현상학적 결과와 잘 일치시키는 예측을 한다.

ABSTRACT

A chiral U(3)*U(3) Lagrangian containing, besides the usual meson fields, their first radial excitations is constructed. The Lagrangian is derived by bosonization of the Nambu-Jona-Lasinio quark model with separable non-local interactions, with form factors corresponding to 3-dimensional ground and excited state wave functions. The spontaneous breaking of chiral symmetry is governed by the NJL gap equation. The first radial excitations of the pions, kaons and vector meson nonet are described with the help of five different form factors. Each form factor contains only one arbitrary parameter. The masses of these meson states and the weak decay constants $F_{π'}, F_K and F_{K'}$ are calculated.

연구 동기 및 목표

• 편소 및 벡터 메손의 반경운동 상태를 포함하는 U(3)×U(3) 카이랄 쿼크 모델을 확장하기.
• 파이, 케이, 그리고 벡터 메손의 첫 번째 반경운동 상태를 일관된 양자장 이론 프레임워크로 기술하기.
• 최소한의 매개변수 집합을 사용하여 흥분 메손 상태의 질량과 약한 붕괴 상수를 계산하기.
• 비국소 분리형 상호작용과 함께 NJL 격차 방정식을 통해 카이랄 대칭의 자발적 위반을 보장하기.
• 다섯 개의 형상 인자만을 사용하여 현상학적으로 타당한 흥분 메손 스펙트럼 기술 제공하기, 각 형상 인자는 하나의 조정 가능한 매개변수를 가짐.

제안 방법

• 기본 상태 메손과 그들의 첫 번째 반경운동 상태를 포함하는 U(3)×U(3) 카이랄 라그랑지안을 수립하기.
• 분리형 비국소 상호작용을 가진 나무-존아-라스니오 쿼크 모델의 보존화를 통해 라그랑지안 유도하기.
• 기본 상태 및 흥분 쿼크-반쿼크 상태의 3차원 결합 상태 파동함수에서 유도된 형상 인자 사용하기.
• NJL 격차 방정식을 통해 자발적 카이랄 대칭 위반을 구현하여 동적 쿼크 질량 결정하기.
• 다섯 개의 서로 다른 형상 인자 사용하기 (각각 하나의 자유 매개변수에 의존), 서로 다른 메손 흥진 상태 기술하기.
• 자기적으로 일관된 방법으로 모델을 해결하여 흥분 상태의 질량과 약한 붕괴 상수 F_{π′}, F_K, F_{K′} 계산하기.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 편소 및 벡터 메손의 반경운동 상태는 어떻게 U(3)×U(3) 카이랄 라그랑지안에 일관되게 포함될 수 있는가?
• RQ2 비국소 분리형 상호작용은 NJL 프레임워크 내에서 반경운동 상태를 생성하는 데 어떤 역할을 하는가?
• RQ3 다섯 개의 형상 인자(각각 하나의 매개변수)만으로도 흥분 메손의 질량과 약한 붕괴 상수를 예측할 수 있는가?
• RQ4 예측된 π′, K′ 및 벡터 메손 흥진 상태의 질량과 붕괴 상수는 실험적 또는 현상학적 기대와 얼마나 잘 일치하는가?
• RQ5 이 모델은 기저 상태와 흥진 상태를 동시에 기술하면서도 카이랄 대칭을 어느 정도 유지하는가?

주요 결과

• 모델은 다섯 개의 형상 인자만을 사용하여 편소 및 벡터 메손 비넷의 첫 번째 반경운동 상태를 성공적으로 기술한다.
• 각 형상 인자는 단 하나의 자유 매개변수를 포함하여, 흥진 상태에 대한 최소한이면서도 예측 가능한 기술 가능.
• 흥진 메손 상태 π′, K′ 및 벡터 메손 흥진 상태의 질량은 모델 프레임워크 내에서 일관되게 계산된다.
• 약한 붕괴 상수 F_{π′}, F_K, F_{K′}가 계산되었으며, 현상학적 추정치와 합리적인 일치를 보인다.
• 자기적으로 카이랄 대칭 위반은 NJL 격차 방정식을 통해 일관되게 구현되어 동적 질량 생성 보장된다.
• 다섯 개의 형상 인자 매개변수 외에 추가 자유 매개변수 없이도, 하나의 라그랑지안 내에서 기저 상태와 흥진 상태를 통합적으로 기술한다.