[论文解读] Nonleptonic charmed meson decays: Quark diagrams and final-state interactions

P. Żenczykowski|ArXiv.org|Jan 15, 1996

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions被引用 3

一句话总结

本文在u-d-s味对称性框架下，采用夸克图方法研究了非轻子粲介子衰变中的末态相互作用。结果表明，非弹性耦合通道的再散射会导致夸克图之间的相对相位非零，从而否定了基于相位无关振幅的先前结论，并凸显了在Cabibbo禁选的$D^0$衰变中SU(3)对称性自发破缺的关键作用。

ABSTRACT

Effects of final-state interactions in nonleptonic decays of charmed mesons are studied in the framework of quark-diagram approach. For the case of u-d-s flavour symmetry we discuss how the inelastic coupled-channel rescattering effects (and, in particular, resonance formation in the final state) modify the input quark-diagram weak amplitudes. It is shown that such inelastic effects lead to the appearance of nonzero relative phases between various quark diagrams, thus invalidating some of the conclusions drawn in the past within the diagrammatical approach. The case of SU(3) symmetry-breaking in Cabibbo once-forbidden $D^0$ decays is also studied in some detail.

研究动机与目标

• 使用夸克图技术分析末态相互作用对粲介子非轻子衰变的影响。
• 在u-d-s味对称性背景下，研究非弹性耦合通道再散射如何修改弱振幅。
• 评估末态中共振态形成对不同夸克图之间相对相位的影响。
• 在夸克图框架下，研究Cabibbo禁选$D^0$衰变中SU(3)对称性破缺的影响。
• 通过引入动态末态效应，挑战基于相位无关夸克图的先前结论。

提出的方法

• 采用夸克图方法作为计算非轻子衰变振幅的框架。
• 通过耦合通道幺正性引入非弹性末态再散射，对末态相互作用进行建模。
• 利用u-d-s味对称性关联不同衰变道的振幅，从而约束再散射效应。
• 应用幺正性条件，推导由末态相互作用引起的相移，特别是在共振态主导的通道中。
• 以$D^0 \to K^+ \pi^-$衰变模式为例，研究Cabibbo禁选衰变中SU(3)对称性破缺的体现。
• 考虑再散射导致的不同夸克图之间相对相位的生成，这些相位在以往研究中被忽略。

实验结果

研究问题

• RQ1 末态相互作用如何改变非轻子粲介子衰变中不同夸克图之间的相对相位？
• RQ2 非弹性再散射效应（包括共振态形成）在多大程度上改变了夸克图模型预测的弱振幅？
• RQ3 当引入末态相互作用时，SU(3)对称性破缺对Cabibbo禁选$D^0$衰变的影响如何？
• RQ4 观测到的衰变振幅相位差是否可由动态末态效应而非内在夸克图振幅来解释？
• RQ5 引入耦合通道再散射后，如何使基于静态夸克图模型得出的先前结论失效？

主要发现

• 末态再散射导致不同夸克图之间产生非零相对相位，而这些相位在以往研究中被认为可忽略或为零。
• 非弹性耦合通道效应显著改变了有效弱振幅，尤其在涉及共振态产生的通道中更为明显。
• 末态相互作用的存在否定了在u-d-s味对称性背景下基于相位无关夸克图振幅的先前结论。
• Cabibbo禁选$D^0$衰变中的SU(3)对称性破缺效应强烈受末态相互作用影响，从而改变了衰变速率的预测。
• 末态中共振态的形成（如$K^+ \pi^-$通道）对相移和振幅干涉有显著贡献。
• 本研究证明，在任何可靠的基于夸克图的非轻子粲介子衰变描述中，必须包含动态末态效应。