分子态ZQ三体衰变的理论研究

• 作 者: 郭超
• 出 处: 吉林大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 类底夸克偶素 Feyncalc 相空间积分 不变振幅

本文内容主要涉及近两年Belle合作组观测到的类底夸克偶素Zb(10610)和Zb(10650)。由于它们出现在Y(5S)→Y(nS)π+π-和Y(5S)→hb(mP)π+π-的中间过程,并且它们又带有电荷,因此它们由底夸克偶素bb和带电的轻夸克组成。最小的夸克组分是四个夸克,例如bbud。综合目前实验上给出的信息,它可能是强子分子态,也可能是四夸克态。最近,对Y(5S)→π+π-π0χbJ衰变末态π+ππ。不变质量谱分析,人们发现在衰变过程中有一个明显的共振峰。进一步的研究发现,该峰来自Y(5S)→ωχbJ→π+π-π0χbJ。另外,在0.9GeV附近还有一些非ω事例。这些非ω事例可能来自于Y(5S)→πZb(+)→πρχbJ过程。本文试图通过计Zb(’)→χbJππ各衰变道的衰变宽度来验证强子分子态的解释,首先根据强相互作用的宇称不变性写出各个顶点的相互作用拉氏量,然后根据费曼规则依次写出了各个图的不变矩阵元。而后定出各个顶点的耦合常数,其中gZBB*和gz’B*B*以及gρππ是由点相互作用的两体衰变过程确定的,gBBρ gB*B*ρ是由矢量介子主导(VMD)模型确定的,而gBB*ρ、gBBχb0、gB*B*χb0、gBB*χb和gB*B*χb是由重强子手征微扰论(HHChPT)确定的。在写出了衰变宽度表达式之后,我们以第一个衰变道Zb→χb0ππ为例写出了计算衰变宽度的过程。首先提到了需要使用的软件包Feyncalc口LoopTools指出了它们如何方便我们计算矩阵元以及具体的操作办法。然后简单的介绍一下相空间积分的计算,如何从两体相空间积分过渡到三体相空间积分,并以两个能量为变量化简了三体相空间积分的表达式。我们定义了所有可能的动量标积,这样在Feyncalc下表示的各个函数未经收缩也可以直接带入了积分表达式中,这样矩阵元通过Feyncalc(?)LoopTools变成了以末态粒子能量为变量的表达式,最终可以进行数值积分。我们在数值结果与讨论部分中给出了Zb(,)→χb0ππ两个衰变道衰变宽度的数值结果,这些结果和目前实验上给出的数据符合的很好,这对实验上观测到Zb→χbJππ衰变过程给出了一定的预测。