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探索全重标量四夸克态 $QQ\overline{Q}\overline{Q}$

高能物理 - 唯象学 2023-11-01 v2 高能物理 - 实验 高能物理 - 格点

摘要

通过将全重标量四夸克态 X4Q=QQQQX_{\mathrm{4Q}}=QQ\overline{Q}\overline{Q}Q=c,bQ=c, b)建模为由轴矢量双夸克与反双夸克组成的四夸克系统,计算了它们的质量、流耦合与宽度。在 QCD 求和规则方法中,通过考虑与胶子凝聚 αsG2/π\langle \alpha _{s}G^{2}/ \pi \rangle 成正比的非微扰项,计算了这些四夸克态的质量 m()m^{(\prime)} 与耦合 f() f^{(\prime)}。利用结果 m=(6570±55) MeV m=(6570 \pm 55)~\mathrm{MeV}m=(18540±50) MeVm^{\prime}=(18540 \pm 50)~\mathrm{MeV} 确定了这些态在运动学上允许的隐味衰变道。结果表明,X4cJ/ψJ/ψX_{\mathrm{4c}}\rightarrow J/\psi J/\psiX4cηcηcX_{\mathrm{4c}}\rightarrow \eta _{c}\eta _{c} 以及 X4cηcχc1(1P)X_{\mathrm{4c }}\rightarrow \eta _{c}\chi _{c1}(1P)X4cX_{ \mathrm{4c}} 可能的衰变模式。这些道的偏宽度通过耦合 gi,i=1,2,3g_{i}, i=1,2,3 估算,这些耦合描述了四夸克 X4cX_{\mathrm{4c}} 与介子在相关顶点处的强相互作用。耦合 gi g_{i} 由 QCD 三点求和规则提取,方法是将相应的形状因子 gi(Q2)g_{i}(Q^2) 外推至末态介子的质量壳。标量四夸克 X4bX_{\mathrm{4b}} 的质量低于 ηbηb\eta_b \eta_bΥ(1S)Υ(1S)\Upsilon(1S)\Upsilon(1S) 阈值,因此它不会衰解为这些底夸克偶素,而是通过其他机制转变为常规粒子。将 m=(6570±55) MeVm=(6570 \pm 55)~\mathrm{MeV}Γ4c=(110±21) MeV \Gamma _{\mathrm{4c}}=(110 \pm 21)~\mathrm{MeV} 与 LHCb、ATLAS 和 CMS 合作组观测到的结构参数比较,我们将 X4c X_{4c} 解释为 CMS 所报道的共振态 X(6600)X(6600)。并与其他理论预言进行了比较。

关键词

引用

@article{arxiv.2304.03244,
  title  = {Exploring fully heavy scalar tetraquarks $QQ\overline{Q}\overline{Q}$},
  author = {S. S. Agaev and K. Azizi and B. Barsbay and H. Sundu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2304.03244},
  year   = {2023}
}

备注

13 Pages, 4 Figures and 2 Tables