[论文解读] Flavor Symmtry Breaking andd Mixing Effects in the eta-gamma and eta'-gamma Transition Form Factors

Thorsten Feldmann, P. Kroll|arXiv (Cornell University)|Nov 4, 1997

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 9

一句话总结

本文利用改进的硬散射方法，结合新的CLEO和L3实验数据，重新分析了eta-gamma和eta'-gamma的过渡形式因子。研究发现，与传统的八重态-单态混合模型相比，eta-eta'混合的两角度混合方案能更准确地描述实验数据，同时也能合理解释衰变宽度和J/Psi衰变分支比，估算得到的eta'介子的魅夸克衰变常数范围为-65 MeV至15 MeV。

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.

研究动机与目标

• 在标准的味八重态-单态混合方案之外，进一步改进对eta-gamma和eta'-gamma过渡形式因子的描述。
• 纳入CLEO和L3实验在虚拟光子动量平方达15 GeV²范围内的新实验数据。
• 研究eta和eta'分布振幅偏离渐近形式的可能性，以及可能存在的内在魅夸克贡献。
• 在现象学框架下确定eta'介子的魅夸克衰变常数。

提出的方法

• 应用改进的硬散射方法，基于QCD因子化计算过渡形式因子。
• 利用Q²从1到15 GeV²范围内的实验数据，约束模型参数。
• 采用广义的两角度混合方案处理eta-eta'系统，替代传统的单角度八重态-单态混合。
• 通过分布振幅和魅夸克组分，纳入高阶 twist 效应和非微扰效应。
• 基于衰变宽度和形式因子的约束，估算eta'介子的魅夸克衰变常数。
• 将理论预测与两光子衰变宽度及J/Psi → η(′)γ分支比进行比较。

实验结果

研究问题

• RQ1 传统的味八重态-单态混合方案是否足以准确描述eta和eta'的过渡形式因子？
• RQ2 两角度混合方案是否能更优地解释测量得到的eta和eta'过渡形式因子及衰变宽度？
• RQ3 eta和eta'的分布振幅是否显著偏离渐近形式？
• RQ4 内在魅夸克对eta和eta'波函数的贡献有多大？
• RQ5 与实验数据一致的eta'介子魅夸克衰变常数的范围是什么？

主要发现

• 两角度混合方案对eta-gamma和eta'-gamma过渡形式因子的实验数据拟合效果显著优于传统的八重态-单态模型。
• 该模型在实验不确定度范围内成功再现了eta和eta'介子的两光子衰变宽度。
• J/Psi → η'γ与J/Psi → ηγ分支比的比值在两角度混合框架下得到良好描述。
• 估算得到的eta'介子魅夸克衰变常数范围为-65 MeV < fc(η') < 15 MeV，表明其贡献可能较小或为负值。
• 未发现分布振幅显著偏离渐近形式的强证据，也未发现大尺寸的内在魅夸克组分。
• 分析表明，味对称性破缺与混合效应比标准八重态-单态混合模型所捕捉的更为复杂。