[论文解读] Heavy quark symmetry in strong decays of P-wave heavy-light mesons

Bing Chen, Ling Yuan+1 more|arXiv (Cornell University)|Oct 23, 2012

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions参考文献 1被引用 3

一句话总结

该论文在³P₀模型框架内推导了P波重夸克-轻夸克介子的唯象过渡强度𝒫^{j_q,j'_q}_{j_h,l}(0)，结果与EHQ方法实验拟合值高度一致。研究证实，在这些态的强衰变中，重夸克对称性被良好地保持，当使用β ≈ 0.38 GeV时，理论预测的分支比和宽度与实验数据吻合。

ABSTRACT

Heavy quark symmetry and its breaking in strong decays of P-wave heavy-light mesons are examined within the EHQ's method. The consistence of theory with experiments indicates that the breaking of heavy quark symmetry in the two-body strong decays of these mesons is not large. The relation between the EHQ's method and the $^3P_0$ model is investigated, and the phenomenological transition strengths $\mathcal {F}^{j_q,j'_q}_{j_h,l}(0)$ of the P-wave heavy-light mesons within the EHQ method are analytically derived within the $^3P_0$ model.

研究动机与目标

• 检验P波重夸克-轻夸克介子强衰变中重夸克对称性的有效性。
• 在³P₀模型中解析推导唯象过渡强度𝒫^{j_q,j'_q}_{j_h,l}(0)。
• 将理论预测与EHQ方法中实验拟合的值进行比较。
• 评估³P₀模型与实验数据在宽度和分支比方面的一致性。
• 为EHQ形式化中使用的过渡强度提供理论基础。

提出的方法

• 使用EHQ形式化，通过6-j符号和唯象过渡强度𝒫^{j_q,j'_q}_{j_h,l}(0)表达双体强衰变宽度。
• 应用³P₀模型，以夸克模型参数β表示𝒫^{j_q,j'_q}_{j_h,l}(0)的解析表达式。
• 利用³P₀模型的波函数假设，计算S波、P波和D波跃迁的衰变振幅。
• 通过归一化和动量空间重叠计算，将³P₀模型参数与EHQ唯象过渡强度关联。
• 将β固定在0.38 GeV（与轻介子数据一致），并将预测的过渡强度比与实验拟合值比较。
• 利用所得表达式计算P波重夸克-轻夸克介子的衰变宽度和分支比。

实验结果

研究问题

• RQ1 P波重夸克-轻夸克介子的强衰变中，重夸克对称性在多大程度上被保持？
• RQ2 ³P₀模型中推导的过渡强度𝒫^{j_q,j'_q}_{j_h,l}(0)与EHQ方法中实验拟合的值相比如何？
• RQ3 在³P₀模型中，P波重夸克-轻夸克介子的过渡强度𝒫^{j_q,j'_q}_{j_h,l}(0)的解析形式是什么？
• RQ4 ³P₀模型中预测的过渡强度比是否在不确定度范围内与实验数据一致？
• RQ5 ³P₀模型能否为EHQ形式化中使用的唯象参数提供一致的理论基础？

主要发现

• 过渡强度𝒫^{1/2,1/2}_{0,0}(0)依赖于动量p和参数β，而𝒫^{1/2,1/2}_{1,1}(0)和𝒫^{3/2,1/2}_{2,2}(0)仅依赖于β。
• 当β = 0.38 GeV时，³P₀模型预测的比值𝒫^{1/2,1/2}_{0,0}(0)/𝒫^{3/2,1/2}_{2,2}(0)为0.33，接近实验值0.30。
• ³P₀模型预测的比值𝒫^{1/2,1/2}_{1,1}(0)/𝒫^{3/2,1/2}_{2,2}(0)为1.95，而实验拟合值为1.64。
• 当使用β ≈ 0.38 GeV时，理论预测的衰变宽度和分支比与实验数据一致。
• 发现轴矢量介子D_{s1}(2460)和D_{s1}(2536)是A′₁和A₁态的混合，混合角φ ≈ -5.2°至-1.4°。
• ³P₀模型为EHQ形式化中使用的唯象过渡强度提供了连贯且解析推导的理论基础。