ρ/ρ3介子和S-波粲偶素的两体强衰变

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在标准模型中,描述强相互作用的理论是量子色动力学(QCD),它是非阿贝尔规范理论。由于胶子间的自相互作用,量子色动力学远比量子电动力学复杂。在高能区,因为跑动耦合常数比较小,我们可以使用传统的微扰理论,很多问题都可以得到有效地解决。而在低能区,耦合常数会变得很大,微扰理论不再适用,除了格点规范理论的数值计算外,其它的有效方法就是各种能够反映量子色动力学(QCD)重要性质的唯象模型。对强子谱和衰变性质的研究在强子层面上为我们提供了夸克胶子动力学非常重要的信息,可以增加对量子色动力学的进一步了解。实验上卓有成效的进展也为理论上理解这些强子给出了新的机遇和挑战。在强子的两体强衰变研究中,夸克对产生模型是被广泛应用的一种唯象模型。本文以夸克对产生模型为基础,研究了ρ/ρ3介子家族和粲偶素S-波的介子的强衰变行为。首先,我们系统地研究了观测到的ρ/ρ3介子,质量-径向量子数(n)的雷吉轨迹(Regge trajectory)和两体强衰变行为的分析结果表明p(1450), p(1900)和ρ(2150)可以作为ρ(770)的径向激发态。在ρ(3D1)介子中,p(2000)和p(2270)可作为p(1700)的第一和第二径向激发态。另外,ρ3(1690),ρ3(1990)和ρ3(2250)可以归入到ρ3(3D3)介子家族。但是,对于ρ(1700)和ρ3(1690),还存在与目前实验不相符的地方,我们希望未来的实验能更好地测量它们的共振态参数和分宽度。此外,我们也给出了这些ρ/ρ3介子的所有两体强衰变信息和有些道的分支比或分宽度的比值,这对以后实验中研究这些态很有帮助。接下来,受到J/ψ和T两家族介子间质量差相似性的启发,我们预言了一个质量约为4263 MeV的ψ(4S)态,在高能实验中目前还没有发现这个态。我们的计算显示它的宽度很窄。另外,我们也讨论了两个类粲偶素态X(3940)和X(4160)以及ψ(4415),我们的结果显示X(3940)可以作为ηc(3S),而X(4160)不可能是ηc(4S)态,并且ηc(4S)的宽度也很窄,这些结果都可以在未来的BESIII, Belle和BelleII上被检验。
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