[论文解读] Exploring the timelike region for the elastic form factors in a scalar field theory

Ho-Meoyng Choi, Chueng Ji|arXiv (Cornell University)|Jun 3, 1999

Gas Dynamics and Kinetic Theory被引用 2

一句话总结

本研究利用一种具有规范相互作用的精确可解(3+1)维标量场论，研究了在类空区和类时区中$q\bar{Q}$束缚态的弹性形式因子。通过在Drell-Yan-West（$q^+=0$）和纯纵向动量（$q^+ \neq 0$，$q_\perp=0$）框架下采用轻-front量化方法，从类空区到类时区的解析延拓结果与直接类时计算结果完全一致，证实了二者精确等价，并自动包含了非价夸克贡献，强子峰出现在类似于矢量介子主导（VMD）的位置。

ABSTRACT

We investigate the form factors of $q\\bar{Q}$ bound states both in spacelike and timelike region using an exactly solvable model of (3+1) dimensional scalar field theory interacting with gauge fields. Based on the light-front quantization, the Drell-Yan-West ($q^+=0$) frame as well as the purely longitudinal momentum ($q^+ \ eq 0$ and $q_{\\perp}=0$) frame were used for the calculations of the form factors of $M\ o\\gamma+M$ transitions. We then analytically continue the form factors in the spacelike region to the timelike region and compare those with the direct results of the timelike form factors of $\\gamma\ o M+\\bar{M}$ transitions. Our results verify the exact equivalence of the two results and exhibit that the method of analytic continuation automatically yields the effect of complicate nonvalence contributions. The meson peaks analogous to the vector meson dominance(VMD) phenomena are also generated at the usual VMD positions.

研究动机与目标

• 研究在(3+1)维标量场论中$q\bar{Q}$束缚态在类空区和类时区的弹性形式因子行为。
• 检验从类空区到类时区的解析延拓是否能复现类时域内直接计算的结果。
• 探讨非价贡献在形式因子计算中的作用，并评估其是否可通过解析延拓自然地体现出来。
• 确定是否在类时区的预期位置出现类似于矢量介子主导（VMD）现象的强子峰。

提出的方法

• 在Drell-Yan-West框架（$q^+=0$）下使用轻-front量化方法进行形式因子计算。
• 在纯纵向动量框架（$q^+ \neq 0$，$q_\perp=0$）下计算$M \to \gamma + M$跃迁的形式因子。
• 将形式因子从类空区解析延拓至类时区，以与直接计算的类时结果进行比较。
• 采用一种(3+1)维标量场论与规范场耦合的精确可解模型，以确保解析可处理性。
• 将解析延拓结果与$\gamma \to M + \bar{M}$跃迁的直接类时计算结果进行对比。

实验结果

研究问题

• RQ1 从类空区到类时区的解析延拓是否能复现类时域内直接计算的形式因子结果？
• RQ2 非价贡献是否通过解析延拓过程自动捕获？
• RQ3 在类时区中，是否在标准VMD位置出现类似于矢量介子主导（VMD）现象的强子峰？
• RQ4 与Drell-Yan-West框架相比，形式因子在纯纵向动量框架中的行为如何？

主要发现

• 通过类空区解析延拓获得的形式因子与类时域内直接计算的结果完全一致，证实了二者等价。
• 解析延拓方法自动包含了复杂的非价贡献，无需显式构造。
• 类似于矢量介子主导（VMD）现象的强子峰在类时区的通常VMD位置出现。
• 在Drell-Yan-West框架与纯纵向动量框架下，结果保持一致，验证了该方法的稳健性。