[论文解读] On the possible nature of the Z+ as a K pi N bound state

Felipe J. Llanes–Estrada, E. Oset+1 more|arXiv (Cornell University)|Nov 6, 2003

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions被引用 1

一句话总结

本文研究了Z+自费子共振态是否可能作为KπN束缚态通过手征拉格朗日量和手征微扰理论的幺正扩展而动态生成。尽管在I=0, 1/2+通道中发现了吸引力，但其强度不足以形成束缚态；即使通过人为增强吸引力，其衰变宽度进入KN通道依然很小，表明该分子态解释的可行性有限。

ABSTRACT

Following a recent suggestion that the $\\Theta ^+$ could be a $K \\pi N$ bound state we perform an investigation under the light of the meson meson and meson baryon dynamics provided by the chiral Lagrangians and using methods currently employed to dynamically generate meson and baryon resonances by means of unitary extensions of chiral perturbation theory. We consider two body and three body forces and examine the possibility of a bound state below the three particle pion-kaon-nucleon and above the kaon-nucleon thresholds. Although we find indeed an attractive interaction in the case of isospin I=0 and spin-parity $1/2^+$, the interaction is too weak to bind the system. If we arbitrarily add the needed strength of the potential to bind the system and with such strong attraction evaluate the decay width into $K N$, this turns out to be small. A discussion on further work in this direction is done.

研究动机与目标

• 评估在手征有效场论框架下Z+作为KπN束缚态的可行性。
• 利用幺正扩展的手征微扰理论分析KπN系统中的两体和三体相互作用。
• 确定I=0, 1/2+通道中的吸引力是否足以在KπN阈值以下生成束缚态。
• 在假设通过增强吸引力使束缚态人为稳定的情况下，评估其向KN通道的衰变宽度。

提出的方法

• 使用手征拉格朗日量来描述KπN系统中介子-介子和介子-重子相互作用。
• 应用手征微扰理论的幺正扩展，从两体相互作用中动态生成共振态。
• 在KπN系统的有效势中同时包含两体和三体相互作用。
• 采用Bethe-Salpeter方程框架求解散射振幅中的束缚态极点。
• 人为增强相互作用强度以检验束缚条件并计算衰变宽度。
• 在假设束缚态通过增强吸引力稳定的前提下，评估其向KN通道的衰变宽度。

实验结果

研究问题

• RQ1 Z+共振态是否可在手征动力学中作为KπN束缚态被动态生成？
• RQ2 I=0, 1/2+通道中的相互作用是否足够吸引以在KπN阈值以下形成束缚态？
• RQ3 若系统通过人为增强吸引力实现束缚，其向KN通道的预测衰变宽度是多少？
• RQ4 两体和三体相互作用在KπN系统中的结合机制中分别起到何种贡献？

主要发现

• 在KπN系统的I=0, 1/2+通道中发现了吸引力，与可能形成束缚态一致。
• 该相互作用强度不足以在不进行人为增强的情况下将系统束缚在三体阈值以下。
• 当势能通过人为增强以实现束缚时，其向KN通道的衰变宽度被发现较小。
• 较小的衰变宽度表明该束缚态将为窄态，但缺乏自然吸引力使其物理可行性受到质疑。