[论文解读] Theoretical Calculations for Predicted States of Heavy Quarkonium via Non-Relativistic Frame Work

A. M. Yasser, T. A. Nahool+1 more|arXiv (Cornell University)|Oct 18, 2014

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions参考文献 2被引用 3

一句话总结

本文采用非相对论夸克模型与数值矩阵Nevor方法，预测了底夸克偶素态（包括F波和G波）的质量谱和波函数，与现有理论数据高度一致，并为未来实验验证提供了预测。

ABSTRACT

In this paper, we calculate the mass spectra of heavy quarkonium by using matrix Numerov's method to make the predictions of F and G states for further experiments. The method gives a very reasonable result which is in a good agreement with other methods and with recently published theoretical data. From the yielded wave functions we calculate the root mean square radius r_ms and \b{eta} coefficients of heavy quarkonium

研究动机与目标

• 预测重夸克偶素体系中更高轨道态（F波和G波）的存在与质量。
• 为未来实验探测这些高径向和轨道激发态提供理论基准。
• 从所得波函数计算均方根半径（r_ms）和η系数。
• 验证数值Nevor矩阵方法对已知理论结果的准确性。
• 为非相对论框架下重夸克偶素谱学的理解做出贡献。

提出的方法

• 采用矩阵Nevor方法数值求解非相对论薛定谔方程。
• 势模型包含类库仑项与线性禁闭项，以描述夸克-反夸克相互作用。
• 该方法将径向方程离散化为束缚态的矩阵特征值问题。
• 通过求解所得矩阵系统获得波函数，从而可计算物理可观测量。
• 从计算得到的波函数中推导出均方根半径（r_ms）和η系数。
• 将结果与现有理论数据及其他方法进行比较，以验证准确性。

实验结果

研究问题

• RQ1 粲偶素和底偶素中F波和G波态的预测质量是多少？
• RQ2 矩阵Nevor方法在再现已知夸克偶素谱方面有多准确？
• RQ3 所预测态的均方根半径和η系数是多少？
• RQ4 所预测波函数与其它理论方法的结果相比如何？
• RQ5 该方法能否可靠地预测更高轨道激发态以供未来实验验证？

主要发现

• 重夸克偶素中F波和G波态的预测质量谱与现有理论数据高度一致。
• 矩阵Nevor方法在各种量子数下均能获得稳定且精确的径向波函数解。
• 计算得到的均方根半径（r_ms）值随轨道激发数增加而表现出空间范围增大的趋势。
• 从波函数导出的η系数在不同夸克偶素体系中表现出一致的行为。
• 与其它成熟的理论方法相比，该方法展现出可靠性和一致性。
• 结果为未来在重夸克偶素中搜索更高轨道态提供了坚实的理论基础。