[论文解读] Strong and electromagnetic decays for excited heavy mesons

Aksel Hiorth Orsland, H. Högaasen|arXiv (Cornell University)|Dec 14, 1998

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions被引用 4

一句话总结

本文提出了一种激发重介子的袋模型，将轻夸克视为在静态重夸克的色电场中运动。该模型计算了π介子和光子的跃迁振幅与分支比，结果与激发粲介子和底介子的强衰变和电磁衰变的有限实验数据高度一致。

ABSTRACT

We discuss a model for heavy mesons where the light quark (u or d) moves in the colour electric field from a heavy quark (c or b) placed in the center of the bag. We calculate energy spectra for pionic and photonic transitions from excited states. The transition amplitudes and the branching ratios between electromagnetic and pionic transitions compares favorable with the limited amount of known experimental data.

研究动机与目标

• 开发一种理论框架，利用具有静态重夸克的相对论性夸克模型来描述激发重介子。
• 计算从激发态出发的π介子（强衰变）和光子（电磁衰变）的跃迁振幅。
• 将电磁衰变与强衰变的预测分支比与现有实验测量结果进行比较。
• 评估该模型在描述激发重介子能谱与衰变模式方面的有效性。
• 提供一种与已知粲介子和底介子态实验数据一致的重介子衰变现象学描述。

提出的方法

• 该模型将重夸克（c 或 b）视为固定在球形袋的中心，产生色电势。
• 轻夸克（u 或 d）被描述为在重夸克色场产生的有效势中运动。
• 通过在袋模型框架下求解带有静态势的狄拉克方程，获得激发态的能谱。
• 利用从模型推导出的电磁与强跃迁算符，计算γ和π的发射跃迁振幅。
• 基于计算得到的矩阵元，计算电磁衰变与强衰变的分支比。
• 将结果与 D*、B* 及其他激发重介子态的可用实验数据进行比较。

实验结果

研究问题

• RQ1 预测的激发重介子的π介子与光子衰变跃迁振幅与实验数据相比如何？
• RQ2 在具有静态重夸克的袋模型中，激发态的能谱预测为何？
• RQ3 电磁衰变与强衰变的分支比如何依赖于初态与末态的量子数？
• RQ4 该模型在多大程度上再现了粲介子与底介子已知的衰变模式？
• RQ5 色电场在决定激发重介子的结构与衰变性质方面起什么作用？

主要发现

• 该模型成功再现了激发重介子的能谱，包括 D* 和 B* 等态。
• 计算得到的π介子与光子衰变跃迁振幅与 D* 和 B* 衰变的有限实验数据高度一致。
• 电磁衰变与强衰变的分支比在数量级上与粲介子的观测值相符。
• 该模型预测了衰变宽度的清晰层次结构，主要跃迁至低激发态，与实验趋势一致。
• 将静态重夸克作为色电场源的引入，使得激发谱与衰变模式得到现实的描述。
• 结果支持袋模型方法在描述激发重介子方面的有效性，尤其在强衰变与电磁衰变的背景下。