动态耦合道模型中的核子共振：$\pi N$ 和 $\gamma N$ 反应

我们在 $\pi N$ 和 $\gamma N$ 反应的动态耦合道模型中研究了核子共振，范围直至不变质量 $W = 2$ GeV。计算中包含的介子 - 重子 (MB) 道为 MB = $\pi N$, $\eta N$, $K \Lambda$, $K \Sigma$, 以及包含 $\pi \Delta$, $\rho N$, 和 $\sigma N$ 共振分量的 $\pi \pi N$。介子 - 重子振幅 $T_{M'B',MB}(W)$ 是通过求解一组由相互作用哈密顿量定义的耦合道积分方程计算得出的，该哈密顿量由 (a) 源自现象学拉格朗日量的介子交换相互作用 $v_{M'B',MB}$，以及 (b) 用于描述裸激发核子态 $N^*$ 向 MB 道跃迁的顶点相互作用 $N^* \to MB$ 组成。$v_{M'B',MB}$ 的参数主要受限于对低能区直至 $W =1.4$ GeV 的 $\pi N \to \pi N$ 数据的拟合。随后，通过对直至 $W =2.3$ GeV 的 $\pi N \to \pi N$ 数据，以及直至 $W = 2.1$ GeV 的 $\pi N \to \eta N$, $K \Lambda$, $K \Sigma$ 和 $\gamma N \to \pi N$, $\eta N$, $K \Lambda$, $K \Sigma$ 数据进行联合拟合，确定了 $N^*$ 的裸质量和 $N^* \to MB$ 参数。通过将介子 - 重子振幅 $T_{M'B',MB}(W)$ 解析延拓至复 Riemann 能量曲面，提取了核子共振的极点位置和留数。从提取的留数中，我们确定了共振极点处的 $N^* \to \pi N$, $\gamma N$, $\eta N$, $K \Lambda$, $K \Sigma$ 跃迁振幅。我们将分析得到的共振极点位置与粒子数据组 (Particle Data Group) 以及 Juelich 和 Bonn-Gatchina 小组近期的耦合道分析结果进行了比较。四种结果仅在每个自旋 - 宇称 - 同位旋 ($J^P,I$) 道中的第一个 $N^*$ 上吻合良好。对于更高质量态，四种结果给出的态数目及其共振位置吻合度不佳。我们讨论了差异的可能来源，以及来自 J-PARC 等新强子设施获取更多数据的必要性。