[论文解读] Mass and magnetic dipole moment of negative parity heavy baryons with spin--3/2

K. Azizi, H. Sundu|arXiv (Cornell University)|Jun 28, 2015

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 4被引用 4

一句话总结

本研究使用QCD求和规则与轻锥求和规则，计算了含有粲夸克或底夸克的负宇称自旋-3/2重夸克强子的质量、残差和磁偶极矩。通过光子分布振幅推导了跃迁形式因子，并计算了磁矩，发现由于混合宇称贡献的干涉效应，某些粲夸克强子的磁矩与朴素的质量标度期望存在显著偏差。

ABSTRACT

We calculate the mass and residue of the heavy spin--3/2 negative parity baryons with single heavy bottom or charm quark by the help of a two-point correlation function. We use the obtained results to investigate the diagonal radiative transitions among the baryons under consideration. In particular, we compute corresponding transition form factors via light cone QCD sum rules which are then used to obtain the magnetic dipole moments of the heavy spin--3/2 negative parity baryons. We remove the pollutions coming from the positive parity spin--3/2 and positive/negative parity spin--1/2 baryons by constructing sum rules for different Lorentz structures. We compare the results obtained with the existing theoretical predictions.

研究动机与目标

• 使用QCD求和规则计算含有单个粲夸克或底夸克的负宇称自旋-3/2重夸克强子的质量和极点残差。
• 使用轻锥QCD求和规则计算这些强子之间对角辐射跃迁的电磁跃迁形式因子。
• 在轻锥求和规则框架中利用光子分布振幅提取负宇称自旋-3/2强子的磁偶极矩。
• 通过使用不同的洛伦兹结构和狄拉克矩阵排序，抑制正宇称自旋-3/2和自旋-1/2强子的污染贡献。
• 将结果与现有理论预测进行比较，并评估正负宇称强子之间朴素质量标度关系的有效性。

提出的方法

• 构建一个双点相关函数，使用与正负宇称自旋-3/2强子均有耦合的插值流。
• 通过中间态的完备集（包括高阶共振态和连续态贡献）在强子表象中评估相关函数。
• 在相关函数的QCD侧进行算符乘积展开（OPE），将其表达为QCD参数和凝聚参数的函数。
• 施加博雷尔变换和连续态减法，利用博雷尔参数和连续态阈值作为输入参数，推导出质量与残差的求和规则。
• 通过电磁流耦合强子流与光子，利用光子分布振幅，推导出电磁形式因子的轻锥求和规则。
• 通过将形式因子在零动量转移处与OPE侧关联，从求和规则中提取磁偶极矩，得到包含残差、质量与形式因子积分的闭式表达式。

实验结果

研究问题

• RQ1 含有单个粲夸克或底夸克的负宇称自旋-3/2重夸克强子的质量与残差是多少？
• RQ2 在轻锥QCD求和规则框架下，这些强子对角辐射衰变的电磁跃迁形式因子行为如何？
• RQ3 这些负宇称自旋-3/2强子的磁偶极矩是多少？与它们的正宇称对应粒子相比如何？
• RQ4 正宇称和自旋-1/2强子的贡献在多大程度上污染了求和规则？它们是如何被抑制的？
• RQ5 朴素质量标度关系μ⁻ ≈ (m⁺/m⁻)μ⁺是否适用于负宇称强子？还是由于混合宇称跃迁的动力学效应导致显著偏差？

主要发现

• Ωb*⁻的磁偶极矩预测为−1.37 ± 0.41 μN，与其他底夸克强子一致，但与正宇称对应粒子不同。
• Ωc*⁰具有较大的负磁矩−3.46 ± 1.04 μN，表明其显著偏离朴素质量标度关系。
• Σc*⁺⁺具有较大的正磁矩7.73 ± 2.31 μN，表明在求和规则形式中对干涉效应高度敏感。
• 底夸克强子的磁矩通常遵循朴素标度关系μ⁻ ≈ (m⁺/m⁻)μ⁺，但若干粲夸克强子因混合宇称跃迁贡献增强而偏离该关系。
• 结果的不确定性主要由连续态阈值的变化（47%）主导，其次为博雷尔参数（14%）和光子分布振幅（39%）。
• 磁偶极矩的符号在正负宇称强子中相同，表明自旋-3/2区段中行为具有一致性。