[論文レビュー] The Coupling of anti-K* N to the Lambda(1520)

Tetsuo Hyodo, Sourav Sarkar+2 more|arXiv (Cornell University)|Jan 4, 2006

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions被引用数 4

ひとこと要約

本稿は、Λ(1520)共鳴状態とK*ベクトルメソンおよび核子の結合を調査し、2つの理論的枠組み—チャーミカルユニタリモデル（Λ*がバリオン-メソン状態として動的に生成されるもの）とクォークモデル（3つの外的クォークのp波励起状態として扱われるもの）—を用いて結合定数を計算する。両モデルにおける結合定数の差が顕著で、チャーミカルユニタリモデルでは|g_{K* N Λ*}| ~ 1.5、クォークモデルでは~10に達する。これは、実験的測定によってこの結合定数を測定すれば、共鳴状態のダイナミカル構造を特定できる可能性を示唆している。

ABSTRACT

We study the coupling of the Lambda(1520)= Lambda* resonance to the \bar K* vector meson and nucleon. This coupling is not directly measured from the resonance decay, but is expected to be important in hyperon production reactions, in particular for the exotic Theta+ production. We compute the coupling in two different schemes, one in the chiral unitary model where the Lambda* is dominated by the quasibound state of mesons and baryons, and the other in the quark model where the resonance is a p-wave excitation in the three valence quarks. Although it is possible to construct both models such that they reproduce the \bar K N and pi Sigma decays, there is a significant difference between the Lambda* \bar K* N couplings in the two models. In the chiral unitary model $|g_{\Lambda^*\bar{K}^* N}| \sim 1.5$, while in the quark model $|g_{\Lambda^*\bar{K}^* N}| \sim 10$. The difference of the results stems from the different structure of the Lambda* in both models, and hence, an experimental determination of this coupling would shed light on the nature of the resonance.

研究の動機と目的

• Λ(1520)共鳴状態とK*ベクトルメソンおよび核子の結合定数を特定すること。これは崩壊データからは直接測定できないチャネルである。
• 2つの異なる理論的モデル—チャーミカルユニタリモデル（動的で分子状態）とクォークモデル（外的クォークの励起）—における結合定数を比較すること。
• 2つのモデル間の結合定数の差が、Λ(1520)共鳴状態の内部構造を特定する診断的手段として機能するかを評価すること。
• 特にΘ+の生成に関連する、Exotic baryon生成に寄与するΛ* K* N頂点結合定数の定量的予測を提供すること。

提案手法

• チャーミカルユニタリモデルを用い、Λ(1520)をメソン-バリオン相互作用（特にK̄NおよびπΣチャネル）から動的に生成された準束縛状態として記述する。
• クォークモデルでは、Λ(1520)を3クォーク系のp波励起状態として扱い、構成クォークのダイナミクスから結合を導出する。
• 両モデルとも、Λ(1520) → K̄NおよびπΣの部分幅を観測値と一致させるように制約を課す。
• それぞれのモデルにおけるラグランジアンから導かれる頂点関数の振幅を用いて、Λ* K* N結合を計算する。
• 結合定数g_{Λ* K* N}を数値的に抽出し、モデル間で比較する。
• 位相情報は仮定せず、構造的差を強調するために結合の大きさに注目する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 チャーミカルユニタリモデルにおいて、Λ* K* N結合定数の大きさはどの程度か？
• RQ2 クォークモデルにおけるΛ* K* N結合は、チャーミカルユニタリモデルと比べてどのように異なるか？
• RQ3 2つのモデル間の結合定数の差が、実験的に解明可能であり、Λ(1520)共鳴状態の真の性質を特定する手がかりとなるか？
• RQ4 Λ(1520)の内部構造—分子状態かクォークモデルの励起状態か—が、K* Nへの結合にどのように影響を与えるか？
• RQ5 結合定数の差が、Exotic Θ+バリオンの生成メカニズムにどのような意味を持つのか？

主な発見

• チャーミカルユニタリモデルでは、結合定数|g_{Λ* K* N}|は約1.5に推定される。
• クォークモデルでは、結合定数|g_{Λ* K* N}|は顕著に大きく、約10に達する。
• 両モデルともΛ(1520)のK̄NおよびπΣへの部分幅を再現しているが、Λ* K* N結合は約7倍の差異を示す。
• この大きな差異は、各モデルにおけるΛ(1520)の内部構造の本質的違いに起因する：分子状態対クォークモデル励起。
• 結果から、Λ* K* N結合の精密な実験的測定が、共鳴状態の分子的・クォークモデル的記述を区別する手がかりになる可能性がある。
• この結合は、特にExotic Θ+バリオン生成の文脈において、ハイパーメソン生成反応の主要要因となると予想される。