光前夸克模型中 1S 与 2S 态重介子的混合效应

在光前夸克模型中分析了 1S 和 2S 态重赝标量（$P$）和矢量（$V$）介子的质量谱与波函数。我们分析中用于质量谱和波函数的重要经验约束为实验质量差关系 $\Delta M_P > \Delta M_V$（其中 $\Delta M_{P(V)}=M^{2S}_{P(V)}-M^{1S}_{P(V)}$）以及 1S 与 2S 介子态之间衰变常数的层级 $f_{1S}>f_{2S}$。我们在对具有库仑加禁闭势的哈密顿量进行变分计算时保持 1S 和 2S 态试探波函数的正交性，并由于重夸克对称性的性质，对重-重和重-轻 $P$ 与 $V$ 介子微扰处理超精细相互作用。认识到若不混合 1S 和 2S 态则无法满足经验约束，我们发现 1S 与 2S 态之间混合角 $\theta$ 的下界为 $\theta_c = {\rm cot}^{-1}(2\sqrt{6})/2\simeq 6^{\circ}$，并获得覆盖重夸克粲与底味的最优混合角约 $12^\circ$。发现混合效应对 2S 态介子比对 1S 态介子更显著。计算了 1S 和 2S 态介子的性质，包括质量谱、衰变常数、twist-2 分布振幅和电磁形状因子。我们的结果被发现与现有数据和格点模拟吻合良好。特别地，预测 2S 态赝标量 $D_s$ 介子质量为 $2600$ MeV，非常接近 LHCb 合作组新发现的 $D_{s0}(2590)^+$ 介子的质量。这支持将该观测态解释为该 $D^+_s$ 介子的径向激发。