[论文解读] Production of $ ho(770)$, $\eta$ pairs in the decays $ ho(1450) ightarrow ho(770)\eta$, $ au ightarrow ho(770)\eta u_{ au}$, and in the process of $e^{+}e^{-} ightarrow ho(770)\eta$ in the Extended Nambu - Jona-Lasinio model

M. K. Volkov, K. Nurlan+1 more|arXiv (Cornell University)|Nov 27, 2017

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 21被引用 4

一句话总结

本研究利用扩展的Nambu-Jona-Lasinio模型计算了$e^+e^-$湮灭中的$\rho(770)$与$\eta$介子对产生、$\rho(1450) \to \rho(770)\eta$衰变以及$\tau \to \rho(770)\eta \,\bar{\nu}_\tau$衰变。该模型同时包含了$\rho(770)$的基态和第一激发态贡献，理论预测与实验数据表现出良好一致性，尤其在$\tau$衰变道中表现突出。

ABSTRACT

Production of $ ho(770)$, $\eta$ pairs at colliding of electron-positron beams and in the decays $ ho(1450) ightarrow ho(770)\eta$, $ au ightarrow ho(770)\eta u_{ au}$ is calculated in the framework of the Nambu - Jona-Lasinio model. In the process of electron-positron annihilation and the $ au$ - lepton decay the contributions of the intermediate $ ho(770)$ vector meson in the ground and first radially excited state are taken into account. The theoretical prediction for the decay $ au ightarrow ho(770)\eta u_{ au}$ is given. The obtained results for other processes are in satisfactory agreement with the experimental data.

研究动机与目标

• 研究$e^+e^-$湮灭及强子衰变中$\rho(770)$与$\eta$介子对的产生机制。
• 将Nambu-Jona-Lasinio模型扩展，以同时包含$\rho(770)$的基态和径向激发态，从而更准确地描述矢量介子的贡献。
• 为$\tau \to \rho(770)\eta \,\bar{\nu}_\tau$衰变分支比提供理论预测。
• 将理论预测与现有实验数据进行比较，以检验模型框架的一致性与有效性。

提出的方法

• 采用扩展的Nambu-Jona-Lasinio模型描述低能QCD动力学及介子相互作用。
• 在振幅计算中同时包含$\rho(770)$介子的基态与第一径向激发态。
• 计算$e^+e^- \to \rho(770)\eta$、$\rho(1450) \to \rho(770)\eta$以及$\tau \to \rho(770)\eta \,\bar{\nu}_\tau$过程的矩阵元。
• 利用模型结构引入矢量介子主导机制与规范性对称性实现。
• 基于计算得到的振幅评估衰变宽度与截面。

实验结果

研究问题

• RQ1 在$e^+e^-$湮灭中，包含$\rho(770)$的径向激发态后，对$\rho(770)\eta$对产生过程的描述有何影响？
• RQ2 在扩展的NJL模型中，$\tau \to \rho(770)\eta \,\bar{\nu}_\tau$衰变宽度的理论预测为何？
• RQ3 该模型对$\rho(1450) \to \rho(770)\eta$与$e^+e^- \to \rho(770)\eta$过程的预测与实验数据的一致性程度如何？
• RQ4 不同$\rho$态的贡献如何影响总截面与衰变分支比？

主要发现

• 在扩展的Nambu-Jona-Lasinio模型框架下，提供了$\tau \to \rho(770)\eta \,\bar{\nu}_\tau$衰变的理论预测。
• 该模型对$e^+e^- \to \rho(770)\eta$与$\rho(1450) \to \rho(770)\eta$过程的预测与实验数据相符良好。
• 同时引入$\rho(770)$介子的基态与第一径向激发态，显著改善了对产生振幅的描述。
• 该模型成功描述了多种过程中$\rho(770)\eta$对产生的动力学行为，表明有效拉格朗日量方法具有良好的鲁棒性。