（理論物理專業(yè)論文）在Ψ（4415）的輻射衰變中研究o介子ds（2317）的產(chǎn)生.pdf

在w 4 4 1 5 的輻射衰變中研究0 介子 d 2 3 1 7 的產(chǎn)生 柯紅衛(wèi) 南開大學(xué)物理學(xué)院 摘要 近來實驗上發(fā)現(xiàn)的d 2 3 1 7 d 2 4 6 0 和d 2 6 3 2 垃子f l 看來構(gòu)成 7 一個新的c h a r m s t r a n g e 家旗 這些介子的s p i n p a r i t y 分別為0 1 和 0 新的發(fā)現(xiàn)激發(fā)7 高能物理理論家和實驗家極大的興趣 一些人 2 1 建 議d 2 3 3 7 d 一 2 4 6 0 是普通d d 手征伴亍而d 2 6 3 2 是d 2 3 t 7 的 激發(fā)態(tài) 也有人 3 l 認(rèn)為d 2 6 3 2 是d 的p 波激發(fā)態(tài) 同時 也有很多的 作者認(rèn)為它們可能是四夸克態(tài)或者是分手態(tài) 4 5 最奇怪的現(xiàn)象是 在 一些實驗 這些共振態(tài)被清晰地發(fā)現(xiàn) 而其他的一些實驗組卻沒有f 6 我 們不禁要問 這些粒子是否真的存在或者從背景中區(qū)分不出信號 五夸克 1 e l l t a q l l a l k 態(tài)也存在同樣的問題 目前研究的目的是設(shè)計實驗來厘清這 些問題 關(guān)鍵的問題是在實驗上探尋這些粒子 并且找到一個令人信服的解釋 說明為何有些實驗?zāi)軌虬l(fā)現(xiàn)而另外的實驗卻沒有 然 而 在這之前 我們 需要確定b 2 3 1 7 d 2 4 6 0 和d 2 6 3 2 的結(jié)構(gòu) 如前所述 有幾個不同 的推測 這需要用實驗來檢驗 幸運的是 b e si i 和c l e o 已經(jīng)積累了大量的j 妒及其激發(fā)態(tài)的數(shù)據(jù) 通過這些高激發(fā)態(tài)的衰變 我們預(yù)期能夠找到這些奇特介子結(jié)構(gòu)的線索 二 一 這些奇特介子有粲量子數(shù)和奇異量子數(shù) 也在c h a r l n c a ui 廠的能區(qū) 目前 的b e s i i c l e o 將來的b e s i i i 因此人們相信 這里有獨特的優(yōu)勢去尋 找這些奇特態(tài) 因為這些奇特態(tài)經(jīng)過c 云的激發(fā)態(tài)衰變產(chǎn)生 在初態(tài)的c 夸 克和6 夸克直接進(jìn)入末態(tài) 因而這個過程不受o z l 規(guī)i f j 壓低 在這些設(shè)備 上發(fā)現(xiàn)這些奇特態(tài)的幾率是值得研究的 因為末態(tài)相空間的限制 能夠觀察到包含任何奇特態(tài)的末態(tài)都必須是 p 的高激發(fā)態(tài) 從粒子d a t a b o o k l e t 7 我們看到能夠提供足夠能量擊產(chǎn)生 d s 2 3 1 7 d 9 6 8 是妙 4 4 1 8 但還是不足以衰變到d 2 3 1 7 或 2 3 1 7 因為d 2 3 1 7 是0 介子 d 0 9 6 8 是0 一介子 仔細(xì)分析總角動量和宇 稱發(fā)現(xiàn)妒 4 4 1 5 1 一 d 2 3 1 7 d 1 9 6 8 衰變被禁界 而且相空間也不夠 純的強(qiáng)衰變d 2 3 1 7 d 1 9 6 8 十 發(fā)生 因此 唯一可能的是輻射衰變 5 4 4 1 5 1 d 2 3 1 7 t d 1 9 6 8 y 這是一個三體末態(tài)衰變 也是一個 電磁過程 需要一個p 波確?？偨莿恿亢陀罘Q守恒 這些告訴我們相應(yīng)的 分之比必定被極大的壓低 是稀少的衰變 我們只能期待高亮度的b e p c 和c l e o 能夠積累大量的妒 4 4 1 5 數(shù)據(jù)以便進(jìn)行統(tǒng)計 而且 以4 4 1 5 是最 后的有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的 i 激發(fā)態(tài) 因而這是唯一能直接產(chǎn)生d 2 3 1 7 的地方 從妒 4 4 1 5 輻射衰變中建議一個實驗去尋找d 2 3 1 7 我們需要從理論上估 計可能的產(chǎn)生率 如分支比 由于末態(tài)相空問很小 產(chǎn)生的d 2 3 1 7 和d 1 9 6 8 的動能很小 因而非相 對論近似是合理的 在計算過程中 我們使用q 1 l a r k p a i r c r e a t i o n q p c 8 9 模型 一對s g 從真空中產(chǎn)生 它們和妒 4 4 1 5 中的c i 結(jié)合成d 2 8 1 7 d 1 9 6 8 過程中同時輻射出一個光子 關(guān)鍵的地方是強(qiáng)子矩陣元的計算 這兒我們選擇了合適的模型去做 這項工作 非相對論的諧振子波函數(shù)可能是一個很好的選擇對于1 的 妒 4 0 4 0 咖 4 4 1 5 0 一的d 1 9 6 8 0 的d 2 3 1 7 為7 獲得相關(guān)的參數(shù)和檢驗?zāi)Ｐ偷倪m用性 我們計算1 咖 4 0 4 0 4 d j 十d d d 的寬度和砂 1 5 d 十d x d 等過程的分支比 經(jīng) 過擬合參數(shù) 我們確定j 真空產(chǎn)生率和波函數(shù)中的相關(guān)參數(shù) 具體來說 有幾 個妒 4 0 4 0 的衰變道 d o 西o d d 它們的分支比是實驗確定的 可 以確定參數(shù) 我們可以應(yīng)用這些參數(shù)干其它的衰變道 來檢驗?zāi)Ｐ秃蛥?shù) 我們的數(shù)值結(jié)果和實驗相符 對于妒 4 4 1 5 不僅妒 4 0 4 f j 所有的道存在 還存 在更多的道未態(tài)包含r i s i 那就是d d o ld 2 d 7 d d o rd d 我們能夠簡單考慮妒 4 4 1 5 產(chǎn)生d d 類似于妒 4 0 4 寸d d 所有 的參數(shù)都能夠確定 因為 i 介于的波函數(shù)和 巧 q i td 有不同的參數(shù) 一i 的真空產(chǎn)生率仉 與t d d 標(biāo)為 不一樣 我仃j 無法通過驢 4 u 4 0 葉d d 確定波函數(shù) 的參數(shù)和真空產(chǎn)生率 我們引入理論假設(shè) 很簡單 人們期待 一1 3 l o 需要注意的是 在合理的參數(shù)范圍內(nèi) 假設(shè)妒 4 4 1 5 是c i 的4 s 激發(fā)態(tài) 計算的總寬度大約只有測量的一半 正如書f 1 1 中說的 真空彥生率與能 量有關(guān) 因此可以調(diào)整它 我們能夠獲得末態(tài)粒子包含有c i 的妒 4 4 1 5 衰變 總寬度占絕大部分 接近實驗數(shù)值 二 寄來的實驗?zāi)軌蚋_的測量寬度 告訴我們?nèi)绾握{(diào)節(jié)我們的理論模型或調(diào)整相關(guān)參數(shù) 隨著參數(shù)的輸入 我們得到了咖 4 4 1 5 d 2 3 1 7 d 1 9 6 8 7 的公式 和數(shù)值結(jié)果 盡管這個結(jié)果是近似的 不很精確 我們期待計算的量級應(yīng) 凌是對的這個計算和c 2 m 1 2 1 的計算平行的 但細(xì)節(jié)不一樣 事實上 我 們也可以用c q m 模型來完成這個計算 并和q p c 模型的結(jié)果進(jìn)行比較 我們最后的結(jié)果表明b r 妒 4 4 1 5 葉d 2 3 1 7 d 1 9 6 8 7 是在1 0 5 量級 b r 砂 4 4 1 5 d 1 9 6 8 d 1 v 6 s y 是在1 0 3 1 0 2 量級 如果奇異態(tài)d 2 3 1 7 是4 夸允態(tài) 1 5 在這個過程中需要從真空中產(chǎn) j l 一 生3 對正反夸克 末態(tài)書包含更多的夸克 反夸克 末態(tài)相空間會被更大 的壓低 經(jīng)過我們粗略的計算 如果d 2 3 1 7 是4 夸克態(tài) 輻射衰變大約 有4 個量級的壓低 因此通過測量母 4 4 1 5 寸d 2 3 1 7 d 1 9 6 8 y 的分支 比 我們能夠判斷 1 是否d 2 3 1 7 真的存在 2 它的夸克結(jié)構(gòu) 很明顯 o 4 4 1 5 的產(chǎn)生率很小 輻射衰變的分支比很小 因此在目 前的情況下 令人信服的測量還不可能 然而將來 b e si l l 和一個可 能的c h a r m t a u 工廠可能做運方面的測量 這臂幫助我們更好地理解這 些奇特粒子 而且 如果我們能夠發(fā)現(xiàn)f i 更高的激發(fā)態(tài) 它有足夠的能 量產(chǎn)生d 2 3 1 7 d 2 3 1 7 一個更大的衰變率可以期待 那么我們不僅 有機(jī)會去發(fā)現(xiàn)d 2 3 1 7 也可以通過其它的衰變道擊發(fā)現(xiàn)另外兩個奇異的態(tài) 關(guān)鍵詞 強(qiáng)衰變輻射衰變激發(fā)憊奇特憊d 2 3 1 7 q p c 模型 s t u d yp r o d u c t i o no ft h ee x o t i c0 m e s o n d 2 3 1 7 i nt h er a d i a t i v ed e c a yo f 砂 4 4 1 5 k e h o n g w e i p h y s i c sd e p a r t m e n to fn a n k a iu n i v e r s i t y a b s t r a c t t h e r e c e n t l yo b s e r v e de x o t i cm e s o n sd 2 3 1 7 眈 2 4 6 0 a n dd 2 6 3 2 i s e e m t oc o n s t i t u t ean e wf a m i l yo fm e s o n sw h i c ha r ec o m p o s e do fc h a r ma n ds t r a n g e f l a v o r s t h em e s o i l sp o s s e s ss p i n p a r i t ys t r u c t u r e so f0 1 a n d0 r e s p e c t i v e l y t h i sn e wd i s c o v e r yd r a w sg r e a ti n t e r e s t so fb o t ht h e o r i s t sa n de x p e r i m e n t a l i s t s o fh i g he n e r g yp h y s i c s s o m ea u t h o r sf 2 s u p p o s et h a td 2 3 1 7 見 2 4 6 0 a r et h e c h i r a lp a r t n e r so ft h er e g u l a rd 5a n dd a n dd 5 2 6 3 2 m a yb ear a d i a l l ye x c i t e ds t a t e 0 fd s 2 3 1 7 i ti sa l s oc o n s i d e r e dt ob ep w a v ee x c i t e ds t a t e so fd 5 3 a l t e r n a t i v e l y m a n ya u t h o r ss u g g e s tt h a tt h e ym a yb ep o s s i b l ef o u r q u a r ks t a t e so rm o l e c u l a r s t a t e s 4 5 t h em o s tp e c u l i a rp h e n o m e n o ni st h a ti ns o m ee x p e r i m e n t st h et h r e e r e s o n a n c e sa r eo b s e r v e dw i t hc l e a rs i g n a l s l w h e r e a sn o tb yo t h e rp r e s t i g i o u s e x p e r i m e n t a lg r o u p s 6 o n ew o u l da s ki ft h eo b s e r v e dr e s o n a n c e sa c t u a l l ye x i s t o rt h eb a c k g r o u n dw a sm i s i d e n t i f i e da sas i g n a l t h es a m es i t u a t i o ne x i s t sf o rt h e p e n t a q u a r k s t h ep r e s e n tg o a lo ft h er e s e s x c hi st od e s i g ne x p e r i m e n t sw h i c hc a n h e l pc l a r i f y i n gt h es i t u a t i o n t h e k e yp o i n ti st oe x p e r i m e n t a l l ye x p l o r et h er e s o n a n c e sa n df i n dac o n v i n c i n g e x p l a n a t i o nw h yt h e ya r eo b s e r v e di nc e r t a i ne x p e r i m e n t s b u tn o ti no t h e r s h o w e v e r b e f o r ei t o n en e e d st od e t e r m i n et h eh a d r o ns t r u c t u r e so fd 5 2 3 1 7 d j 2 4 6 0 1 一 a n dd 5 2 6 3 2 a sa f o r e m e n t i o n e d t h e r ea r es e v e r a ld i f l i j r e u tp o s t u l a t e s i ti sn e c e s s a r yt ou s es o m ee x p e r i m e n t st or e a c ht h ea i m f o r t u n a t e l y t h eb e s1 1a n dc l e oh a v ec o l l e c t e dg r e a ta m o u n to fd a t a0 1 2 j 啼a n di t se x c i t e ds t a t e s b yd e c a y so ft h e s eh i g h e l e x c i t e ds t a t e s w em a ye x p e c t t of i n dc h i n st ot h es t r u c t u r e so ft h e s ee x o t i cl n e s o i l s t h ee x o t i cn l e s o l l sp o s s e a s c h a r ma n ds t r a n g e n e s sq u a n t u l nu u m b m s a n da r ei l lt h ee n e i g yr e g i o no fc h a r m t a u f a c t o r i e s s of a r t h eb e si i c l e oa n dt h eb e sr i ii nn e a lf l l t u r e t h e le f o r eo n e m a ye x p e c tt h a t s u c hc o l l i d e r sh a v ei n e o i n p a r a b l ea d v a j l t a g et oo b s e r v et h e s ee x o t i c s c a t e s b e c a u s e t h ee x o t i cs t a t e sa r ei j i o d u c e dv i ad e c a y so fa ne x c i t e ds t a t eo f 醞 c h a r m o n i a t h ec h a r ma n da n t i t h a il ui nt h ei n i t i a ls t a t ew o u l da p p e a li nt h ef i n a l p r o d u c t s t h u st h ep r o c e s sd o e sn o ts u f f e rnn i i lt h eo z ir u l et ob em i l c hs u p p r e s s e d i ti sw o r t hac a i e f u ls t u d yo nt h ep o s s i b i l i t yo fs e a r c h i n gf ms u c hs t a t e sa tt h e s e s f a c i l i t i e s b e c a u s eo ft h ec o n s t r a i n to ff i n a l s t a t ep h a s es p a c e o b s e l v i n gaf i n a ls t a t e w h khi n v o l v l sa n yo l t h ee x o t i cs t a t e sh i l l s h e h i g h l 1e x i l t ds 1 a t p i i lt i h e 曲f a m i l y f r o mt h ed a t a b o o l d e tmw ec a l ls e et h a tt h el o w e s te x c i t e ds t a t ew h i c hc a no f l h r s u f f i c i e n te n e r g yt op r o d u c ed 2 3 1 7 d 1 9 6 8 i s 砂 4 4 1 8 b u ts t i l ln o te n o u g h f o rd 2 3 1 7 d 2 3 1 7 h o w e v e l s i n c ed 2 3 1 7 i sa0 n l e s o na n dd 1 9 6 8 i s a0 i n e s o l l ac a r e f u la n a l y s i so nt h et o t a la n g u l a li l l 1 i n t i l l n u ia n dp a r i t yi n d i c a t e s t h ed e c a y o f o 4 4 1 5 1 一 風(fēng) 2 3 1 r d 0 9 6 8 i s f o l b i d d e n m o r e o v e r t h ep h a s e s p a c ei sa l s on o te n o u g hf o rd 2 3 1 7 d 1 9 6 8 十7 rw h i c hc o u l db ep r o d u c e dv i a p u r e l ys t r o n gi n t e r a c t i o n t h e r e f o r e t h eo n l yp o s s i b l em o d ei st h er a d i a t i v ed e c a y 妒 4 4 1 5 1 一 d 2 3 1 7 鼠 1 9 6 8 7 t h a ti sad e c a yw i t hat h r e e b o d yf i n a l s t a t ea n di sa l le l e c t r o i n a g n e c i cp r o c e s sw h e r ea p w a v ei sn e c e s s a r yt oc o n s e r v et h e t o t a la n g u l a rm o m e n t u ma n dp a r i t y t h i so b s e r v a t i o nt e l l su st h a tt h ec o r r e s p o n d i n g b r a n c h i n gr a t i oi n u s tb ev e r ys u p p r e s s e da j i di sar a r ed e c a y w ee a no n l ye x p e c t 一 生 t h a ti nt h eb e p ca n dc l e ow i t hh i g hl u m i n o s i t yc a nc o l l e c tg i e a ta m o u n to fd a t a o f 妒 4 4 1 5 t oa c h i e v en e c e s s a r ys t a t i s t i c s f u r t e h r m o r e t f l 4 4 1 5 m a yb et h el a s t c ee x c i t e ds t a t ew h i c hh a ss t a b l es t r u c t u r e s ot h a ti st h eu n i q u ep l a c et od i r e c t l y p r o d u c ed 5 2 3 1 7 t os u g g e s t a ne x p e r i l n e n tt os e a r c hf o rd s 2 3 1 7 i nt h er a d i a t i v e d e c a yo f 妒 4 4 1 5 k v en e e dt ot h e o r e t i c a l l ye s t i l n a t et h ep o s s i b l ep r o d u c t i o nr a t e ie t h eb r a n c h i n gr a t i o s i n c et h ef i n a lp h a s es p a c ei ss m a l l t h ek i n e t i ce n e r g yo ft h ep r o d u c e dd 2 3 1 7 a n dd 5 1 9 6 8 i ss m a na n dt h en o n r e l a t i v i s t i ca p p r o x i m a t i o ni nt h i sc a s es h o u l db e r e a s o n a b h i nt h ec a l c u l a t i o n w r i s et h eq u a l k p a i l c t e a l i o n q p c m o d e l 8 9 1 w h m ap a i lo t 拈i st n o d u c e dt l o l av a c u u n l t h e nr i l e yj o i t h er a n dji n 砂 4 4 1 5 t 1e o l u p o s ed s 2 3 1 7 a n dd 1 9 6 8 w h i l eap h o t o ni sr a d i a t e dd u r i n gt h ep r o c e s s t h ek e yp o i n ti sh o wt oe v a l u a t et h eh a d r o n i cm a t r i xe l e n l e n t s h m ew em u s t a d o p ts u i t a b l em o d e lt od ot h ej o b i ti sh e l i e v c dt h a tt h en o n r e l a t i v i s t i ch a r m o n i co s c i l l a t o rw a v e f u n c t i o n sm a yb eag o o dc h o i c ef m 硒 4 0 4 0 砂 4 4 1 5 o f1 一 a n dd 2 3 1 7 o f0 d 1 9 6 8 o f0 一 no b t a i nt h ec o n c e l n e dp a r a n m t e r sa n dt e s t i f yt h ea p p l i c a b i l i t yo ft h em o d e l w ec a l c u l a t et h eb r a n c h i n gr a t i o so ft p 4 0 4 0 d d 4 a n d 妒 4 4 1 5 d d d 5 a t h e nb yf i t t i n gd a t a w ed e t e r m i n et h ev a c u u l r lp r o d u c t i o nr a t eo f t h eq u a l k p a i r sa n dt h ec o n c e r n e dp a r a m e t e r si nt h ew a v e f u n c t i o n s m o r ec o i l c l e t e l y t h e r e m es e v e r a ld e c a yc h a n n e l si t 4 0 4 0 w i t hca n dji nt h ef i n a ls t a t e s d o d d 土 d 千 a n dt h e i rb r a n c h i n gr a t i o sa r ee x p e r i m e n t a l l yf i x e d i n f a c t t w om o d e sa r ee n o u g ht of i xa l lt h ep a r a m e t e r s a n dw ec a l lc h e c kt h eo b t a i n e d n m d e la n dp a r a m e t e r sb ya p p l y i n gt h e mt ot h eo t h e r s o u rn u m e r i c a lr e s u l t sr e s p e c t t h ep a t t e r nd e t e r m i n e db yt h ee x p e r i m e n t s f o r 妒 4 4 1 5 n o to n l ya l lt h ec h a n n e l f o r 妒 4 0 4 0 e x i s t h u ta l s oo n em o r ec h a n n e lw h e r ec e s iq u a n t u mn u m b e r s e x i s ti nt h ef i n a ls t a t e s i s a i l a b l e t h a ti sd 3 d 80 0 rd d w em a yn a i v e l y 一一 c o n s i d mt h a tt h ep r o d u c t i o no fd s d si n 砂 4 4 1 5 d s d si ss o m e h o wr e l a t e dt o 幣 4 0 4 0 葉d d t h e na l lt h ep a t a m e t e r sf o rt h ef o r m e ro n ea r ed e t e r m i n e d i n d e e d t h e r ei so n l yo n ei o o d eo f b 4 0 4 4 d 5 d t h u s a st h ew a v e f u n c t i o n o ft h er ir n e s o nh a sd i f f e r e n tp a r a m e t e rf r o mc 口 q d a n dt h ev a c u u mc r e a t i o n r a t eo fs id e n o t e d 仉i sd i f f e r e n tf r o i nt h a to f t r o t d dd e n o t e da s w ec a n n o t f i xt h ew a v e f u n c t i o np a r a m e t ma n dt h ev a c l l n n c l e a t i o nr a t e7 5a l t o g e t h e r t h e n w en e e dt oi n v o k eh e l po ft h et h e me t i c a la s s m n p t i o n n a i v e l y o n ec a l le x p e c tt h a t t h e i a t i 0 1 7 q 一1 怕 i ti sn o t e dt h a tw i t h i nar e a s o n a b l ep ma l n e f e ir a n g e t h ec a l c u l a t e dv a h l eo f 母 4 4 1 5 1w h i c h i ss u p p o s e dt ob et i l le x c i t e ds t a t o f3 s ii sb e l o wt i l ei n e l k q u l e d t o t a lw i d t hb ya h n o s t5 0 a si n d i c a t e db yy x o u a n c 1 1 j t h ev a c u u n lc r e a t i o nr a t e 仉a n d c a l lb el a r g m a th i g h e re n e r g i e s s ot h a ta sw er e a s o n a b l ya d j u s tt h e m w ec a l lo b t a i nt h et o t a lw i d t ho f 砂 4 4 1 5 w h i c hi so v e lw h e h n e db yt h ed e c a ym o d e s w i t hc ei nt h ed e c a yp r o d u c t s t oh ec l o s mt ot h ed a t at h ef u t u r ee x p e r i m e n t w i i ll u o i ea c t i n a t e l yi n e t l s n l et h ew i d t ha n dt e l li i sh o wt oi m p i e v eo u t h e o r e t i c a l m o d e l so ra d j u s tt h ec o n c e r n e d a r a u l e t e l s w i t ht h e s ep a r a m e t e l sa si n l m t s w ed e r i v et h ef o r m u l a t i o nf o rt h eb r a n c h i n g r a t i oo f0 4 4 1 5 寸b 2 3 1 7 現(xiàn) 1 9 6 s 十7a n do b t a i nt h ef i n a ln l l n e l i c a r e s u l t s f v i it h o u g ht h i st e s u l tw i t ht h ea l o r e l u e l l t i o n e da p p r o x i u a t i m sc a n n o tb ev e r y a c c u i a t e o n ee x p e c t st h a tt h eo r d e lo fm a g n i t u d eo ft h ec a l c u l a t e dr e s u l tw o u l db e r i g h t t h i sc a l c u l a t i o ni sp a r a l l e lt ot h ec q m 1 2 lc a l c u l a t i o n b u tt h ed e t a i l sa r e d i f f e r e n t i nf k c t w ea l s ou s et h ec q mt oc a r r yo u tt h i se s t i m a t i o na n dc o m p a r e t h ei e s u l t sw i t ht h a tb yt h eq p cm o d e l o u f i n a lr e s u l t ss h o wt h a tt h eb r u a l c h i n gr a t i oo f 幣 4 4 1 5 a td 5 2 3 1 7 d 1 9 6 8 十7i s a to r d e ro f1 0 5a n db r 幣 4 4 1 5 d 1 9 6 8 b 1 9 6 8 7 i sa te l d e eo t1 0 3 1 0 2 i ft h ee x o t i cs t a t e sd 2 3 1 7 i so ft h e4 q u a r ks t r u c t u r ea ss n g g e s t e d 4 5 i n t h ep r o d u c t i o np r o c e s sa tl e a a tt h r e ep a i r so fq u a r k sa r ec r e a t e df r o mv a c l l l a l t t a n d t h ef i n a ls t a t ew o u l di n v o l v em o r eq u a r k sa n da n t i q u a k st h u st h ei n t e g r a t i o no v e r t h el i n a l s t a ep h a s es p a t ew o u l d u r t h e rs u p l n e s st h e1 a t e b y0 1 1 1r o u g hn u m e r i c a l e v a l u a t i o n a tl e a s t4o r d e r ss u p p r e s s i o nw o u l db er e s u l t e df b rt h er a d i a t i v ed e c a y i f t h ee x o t i cm c s o l ld s 2 3 1 7 i saf o u r q m x r ks t a t e t h u sb ym e a s u r i n gt h eb r a n c h i n g r a t i oo f 4 4 1 5 d 9 3 1 7 十d 0 9 6 8 7 w em a yj u d g e 1 i ft h ee x o t i ci i l e s o i l d 5 2 3 1 7 i n d e e de x i s t s 2 w h a t t l l a lks t t l l t l l i ci tp o s s e s s e s lj i o t t s l y t i l ep i o d u c t i o nr a t eo fj 4 4 1 5 i ss m a l la l l dl h eb l a l l h i n gl a l i oo f t h er a d i a t i v ed e c a yi sa l s ot i n y t h u sa tp r e s e n tac o n v i n c i n gm e a s u r e m e i l ti ss t i l l n o tp o s s i b l e h o w e v e r i nt h ef u t u r e t h eb e si i ia n dap o s s i b l ec h a ln 1 t a nf a c t o r y m a ym a k et h i si n e a 趴l r e i n e n p o s s i b l ea r i di tw i l lg r e a t l yh e l pt og a i nab e t t e ru n d e r s t a n d i n ge l t h ee x o t i s t a t em e l e o v l i f n i l ec a nf i n de v e l lh i g h e le x c i t e ds t a t e s o fc h a r l n o n i aw h i c hc a l li 1 o v i d es u f f i c i e n te n e r g yt op r o d u c ed 2 3 1 7 d 5 2 3 1 7 am u c hl a r g e rd e c wr a t ew o u l db ee x p e c t e d t h e nw em a yh a v ec h a n c e 爭t oo b s m v e n o o n l yd s 2 3 1 7 b u ta l s ot h eo t h e i w oe x o t i cs t a t e sv i ai t a n yp o s s i b l ec h a n n e l s k e yw o r d s t t o l gd e c a y r a d i a t i v ed e c a ye x c i t e ds t a t ee x o t i cs t a t e d 2 3 1 7 q p cm o d e lc q m m o d e l 南開大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本人完全了解南開人學(xué)關(guān)于收集 保存 使用學(xué)位論文的規(guī)定 同意如下各項內(nèi)容 按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的e i j 嗣j 本和電子版 本 學(xué)校有權(quán)保存學(xué)位論文的印刷木和電子版 并采用影印 縮印 掃描 數(shù)字化或其它手段保存論文 學(xué)校有權(quán)提供目錄檢索以及提 供本學(xué)位論文全文或者部分的閱覽服務(wù) 學(xué)校有權(quán)按有關(guān)規(guī)定向國 家有關(guān)部門或者機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)e i h 十并h 電子版 在不以贏利為目 的的前提下 學(xué)?？梢赃m當(dāng)復(fù)制論文的部分或全部內(nèi)容用于學(xué)術(shù)活 動 學(xué)位論文作者簽名 經(jīng)指導(dǎo)教師同意 本學(xué)位論文屬于保密 在年解密后適用 本授權(quán)書 指導(dǎo)教師簽名 學(xué)位論文作者簽名 解密時4 問 年月 日 各密級的最氏保密年限及二b 寫格式規(guī)定如下 內(nèi)部5 年 最氏5 年 可少丁5 年 秘密 1 0 年 垠 毛j o 年 可少于1 0 年 機(jī)密 2 年 最蠔2 0 年 可少于2 0 年 南開大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明 所呈交的學(xué)位論文 是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下 進(jìn) 行研究工作所取得的成果 除文中已經(jīng)灃明引用的內(nèi)容外 本學(xué)位 論文的研究成果不包含任何他人創(chuàng)作的 已公開發(fā)表或者沒有公丌 發(fā)表的作品的內(nèi)容 對木論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個 人和集休 均已在文中以明確方式標(biāo)明 本學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明的 法律責(zé)任由本人承擔(dān) 學(xué)位論文作者簽名 年月 日 第一章緒論 強(qiáng)子是由帶色的夸克和膠子構(gòu)成 本身是色中性的 由于膠子的自相 互作用 夸克和膠子禁閉在強(qiáng)子當(dāng)中 一些強(qiáng)子只能通過電磁作用衰變 其壽命可以觀測 被定義為穩(wěn)定的粒子 大部分強(qiáng)子通過強(qiáng)相互作用衰 變 十分不穩(wěn)定 不穩(wěn)定粒子的質(zhì)量盡管被使用 但并非是能量的本征態(tài) 處理一個不穩(wěn) 定粒子態(tài) 最直接的辦法是分離h a m i l t o n i a n 為凰 h 對于電磁躍遷 h n 片 h h 但是對于強(qiáng)衰變 我們有一個根本的困難 盡管我 們知道q c d 的拉氏量 但從原則上我們不知道躍迂算符 只有我們能夠 微擾處理是 我們才知道 沒有系統(tǒng)的方法來分離h a m i l t o n i a n 我們只能 求助于建立在夸克模型的基礎(chǔ)上唯象方法 例如定義凰產(chǎn)生一對q i 但 是還是有兩個困難 首先 我們沒有統(tǒng)一的模型處理所有的過程 另外 所有的模型只能部分描述事情 強(qiáng)衰變可以分類為o z i 允許和o z i 禁界的過程 也可以分類為兩體和 多體衰變 o z i 禁界的過程是初態(tài)的昕湮滅不進(jìn)入末態(tài) 所以這種過程是 壓低的 q p c q u a r kp a i lm o d e l 模型是一種處理強(qiáng)衰變的唯象方法 用于 計算o z i 允許的過程 本文利用q p c 模型計算妒 4 4 1 5 衰變到d 2 3 1 7 分 支比 本論文構(gòu)成如下 在緒論之后 在第二章回顧了q p c m 的理論框架 計算了妒 4 0 4 4 斗d o d o 與砂 4 4 1 5 一 d o d o 的部分寬度 第三章我 們推導(dǎo)了妒 4 4 1 5 7 d d 2 3 1 7 的衰變矩陣元和寬度 同時也計算 咖 4 4 1 5 74 d d 的衰變矩陣元 第四章我們擬合實驗數(shù)據(jù) 得到計算 結(jié)果 第五章我們考慮用c q m 模型計算該過程 第六章總結(jié) 第二章真空產(chǎn)生模型 q p c m 真空產(chǎn)生模型 最早是由m i c u 8 1 提出 用于計算介子的衰變 他 認(rèn)為介子的強(qiáng)衰變過程是通過從真空中產(chǎn)生一對具有l(wèi) 0 量子數(shù)的 正反夸克對來實現(xiàn) 由于具有這個量子數(shù)的夸克對正好對應(yīng)的是一個3 p 0 態(tài) 因此也稱之為3 p o 模型 7 0 年代 這個模型被l cy a o u a n ce ta 1 9 1 0 發(fā) 展 然后被廣泛的應(yīng)用于研究強(qiáng)子的衰變并且取得了很大的成功 近些年 罘 仍然對3 只 模型有大量的研究f 1 31 4 l 同時也利用它去計算一些新的 強(qiáng)子衰變過程 1 5 1 6j q p c m 中有一個重要的參數(shù) y 即由真空產(chǎn)生夸克 對的產(chǎn)生率 本文涉及的由真空產(chǎn)生甜對的產(chǎn)生率 我們通過擬和合b e s 在質(zhì)心能量4 0 3g e v 的實驗數(shù)據(jù) 1 7 j 來獲得 1 q q 量子數(shù) 真空產(chǎn)生模型描述了o z i 允許的強(qiáng)衰變過程 這種描述是強(qiáng)子組分夸 克模型自然的結(jié)果 該模型假定最小數(shù)目的夸克是活躍的 其他的夸克只 是旁觀者 對夸克u 口產(chǎn)生了 但其它夸克幾乎沒有受到影響 如2 1 夸 克1 2 為旁觀者 3 4 為真空產(chǎn)生的嘶 這表明嘶具有真空量子數(shù) 即 舛必須是電中性 色單態(tài) 味道單態(tài) 總動量和總角動量為0 為了保持 字稱守恒 其字稱為正 即 p 所有這些表明 q i 處在3 r 態(tài) 由 正反費米子對組成的系統(tǒng) 宇稱p 一1 c 字稱c 一1 8 可以推知 明的l 1 s 1 2 相互作用h a m i h o n i a n 本文由真空產(chǎn)生正反夸克對的相互作用h m n i l t o n i a n 按照y a o u a n c 的約 定 1 1 采用 o0m一玎l(xiāng) l m 0 p 口 p 2 礦 7 3 q p d g p d 塒 1h i c 3 b l m p u y i 妒o w o