[论文解读] Scalar and Pseudoscalar Meson Pole Terms in the Hadronic Light-by-light Contributions to Muon Anomalous Magnetic Moment

Erik Bartoš, A. Z. Dubničková+3 more|arXiv (Cornell University)|Jun 8, 2001

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 2

一句话总结

本文使用夸克三角圈模型计算了标量和赝标量介子对强子类光-光散射贡献于μ子反常磁矩的极点贡献。采用m_σ = 400 MeV且Γ(σ → γγ) = 1 keV时，总贡献为−86.36×10⁻¹¹，与π⁰介子贡献相当，且对σ介子参数高度敏感。

ABSTRACT

Third order hadronic light-by-light contributions a_\\mu^{(3)had}(SP) to the anomalous magnetic moment of the muon a_\\mu^{had} from the pole terms of scalars \\sigma, a_0 and pseudoscalars \\pi^0, \\eta, \\eta' are recalculated. Off-shell structure of the photon-photon-meson vertices in the corresponding Feynman diagrams is taken into account by constituent quark triangle loops to be approximated by two-photon decay widths of the particles under consideration. For the choice of the \\sigma-meson parameters m_\\sigma=400 MeV, \\Gamma(\\sigma --> \\gamma\\gamma)=1 keV its contribution -36.37*10^{-11} is comparable with the \\pi^0 contribution -36.08*10^{-11} and the sum of all considered scalar and pseudoscalar pole term contributions leads to the result a_\\mu^{(3)had}(SP)=-86.36*10^{-11}, whereas for m_\\sigma=600 MeV, \\Gamma(\\sigma --> \\gamma\\gamma)=1 keV the contribution of the latter is five times smaller -7.1*10^{-11} and the total result is only a_\\mu^{(3)had}(SP)=-57.70*10^{-11}.

研究动机与目标

• 重新评估标量与赝标量介子极点项对μ子反常磁矩中强子类光-光散射振幅的贡献。
• 通过组成夸克三角圈引入光子-光子-介子顶点的非壳上效应。
• 评估结果对σ介子质量与宽度参数的敏感性。
• 提供包含σ、a₀、π⁰、η和η′介子贡献的a_μ^(3)had(SP)的精炼估计。

提出的方法

• 使用组成夸克三角图模型化γγ–介子顶点的非壳上结构。
• 通过介子的双光子衰变宽度（如Γ(σ → γγ)等）近似顶点形式因子。
• 在三阶强子类光-光散射振幅中计算σ、a₀、π⁰、η和η′介子的极点项贡献。
• 采用m_σ = 400 MeV和600 MeV，固定Γ(σ → γγ) = 1 keV，以检验参数依赖性。
• 将所有标量与赝标量贡献相加，得到总a_μ^(3)had(SP)。

实验结果

研究问题

• RQ1 标量与赝标量介子极点项对μ子反常磁矩中强子类光-光散射振幅的贡献是多少？
• RQ2 在γγ–介子顶点中引入非壳上效应后，极点项贡献如何变化？
• RQ3 总贡献对σ介子质量与宽度参数的敏感性如何？
• RQ4 与π⁰及其他赝标量介子相比，σ介子贡献的相对重要性如何？

主要发现

• 当m_σ = 400 MeV且Γ(σ → γγ) = 1 keV时，σ介子对a_μ^(3)had(SP)的贡献为−36.37×10⁻¹¹，与π⁰介子的−36.08×10⁻¹¹相当。
• 在相同σ参数下，所有标量与赝标量极点项的总贡献为−86.36×10⁻¹¹。
• 当m_σ增加至600 MeV而宽度保持不变时，σ介子贡献降至−7.1×10⁻¹¹，总贡献减少至−57.70×10⁻¹¹。
• 结果对σ介子质量高度敏感，当质量从400 MeV增至600 MeV时，贡献减少五倍。
• σ介子主导了标量贡献，其性质显著影响整体强子类光-光散射估计。