[论文解读] {tau}{r_arrow}{eta}({eta}{sup {prime}})2{pi}{nu}, 3{pi}{nu} and the WZW anomaly

B.A. Li|arXiv (Cornell University)|Feb 1, 1998

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 5

一句话总结

本文计算了tau轻子衰变到eta'2pi nu和eta pi pi pi nu的分支比，发现前者比eta2pi nu小两个数量级。该研究首次通过tau衰变实验检验了异常Wess-Zumino-Witten顶点eta aa，预测了三倍π介子末态中存在a1共振态，并基于理论模型对tau → eta' pi pi pi nu的分支比进行了预测，理论结果与实验数据相符。

ABSTRACT

It is found that the branching ratio of {tau}{r_arrow}{eta}{sup {prime}}2{pi}{nu} is two orders of magnitude smaller than that of {tau}{r_arrow}{eta}2{pi}{nu}. The branching ratio of {tau}{r_arrow}{eta}{pi}{pi}{pi}{nu} is calculated. The theoretical result agrees with the data. It is the first time that the anomalous Wess-Zumino-Witten vertex {eta}aa is tested. An a{sub 1} resonance is predicted in the final state of the three pions. A prediction of the branching ratio of {tau}{r_arrow}{eta}{sup {prime}}{pi}{pi}{pi}{nu} is presented. {copyright} {ital 1997} {ital The American Physical Society}

研究动机与目标

• 计算tau → eta'2pi nu的分支比，并与tau → eta2pi nu进行比较。
• 在tau衰变的背景下，检验异常Wess-Zumino-Witten（WZW）顶点eta aa。
• 研究tau → eta pi pi pi nu衰变中三倍π介子末态的结构。
• 预测稀有衰变tau → eta' pi pi pi nu的分支比。
• 确定三倍π介子系统中是否存在a1共振态。

提出的方法

• 使用有效手征微扰理论和Wess-Zumino-Witten有效拉格朗日量进行理论振幅计算。
• 引入异常WZW顶点，描述eta与两个规范玻色子（a a）的耦合。
• 利用幺正性和解析性对三倍π介子末态振幅进行建模。
• 将理论预测与tau → eta pi pi pi nu的实验数据进行比较。
• 通过共振态分析识别三倍π介子系统中a1态的存在。
• 通过外推振幅，提取稀有衰变的分支比预测。

实验结果

研究问题

• RQ1 tau → eta'2pi nu的分支比相对于tau → eta2pi nu是多少？
• RQ2 能否通过tau衰变检验异常WZW顶点耦合eta aa？
• RQ3 在tau → eta pi pi pi nu衰变的三倍π介子末态中是否存在a1共振态的证据？
• RQ4 衰变tau → eta' pi pi pi nu的预测分支比是多少？
• RQ5 理论模型对tau → eta pi pi pi nu测量分支比的描述有多准确？

主要发现

• tau → eta'2pi nu的分支比被发现比tau → eta2pi nu小两个数量级。
• tau → eta pi pi pi nu分支比的理论预测与实验数据一致。
• 本工作首次在物理衰变过程中直接检验了异常Wess-Zumino-Witten顶点eta aa。
• 预测在tau → eta pi pi pi nu衰变的三倍π介子末态中会出现a1共振态。
• 基于理论建模，提供了tau → eta' pi pi pi nu分支比的预测。