利用强衰变与电磁衰变探测 $T_{cc}^+$ 的长程结构

不久前，LHCb 合作组报道了位于 $D^{*+}D^0$ 阈值下方约 $273$ keV 处的双粲四夸克态 $T_{cc}^+$。作为一个极靠近阈值的态，其长程结构十分重要。在分子图像下，我们利用耦合道有效场论将 $T_{cc}^+$ 与 $D^{*0}D^+$ 和 $D^{*+}D^0$ 的耦合常数与其结合能及两分量的混合角联系起来。借助这些耦合常数，我们研究了运动学允许的强衰变 $T_{cc}^+\to D^0D^0\pi^+$、$T_{cc}^+\to D^+D^0\pi^0$ 以及辐射衰变 $D^+D^0 \gamma$。我们的结果表明，$T_{cc}^+\to D^0D^0\pi^+$ 的衰变宽度最大，这正是实验观测到的道。我们的理论总强衰变与辐射衰变宽度支持 $T_{cc}^+$ 是一个以 $|D^{*+}D^0\rangle$ 为主导的束缚态。在单道极限与同位旋单态极限下的总强衰变与辐射衰变宽度分别为 $59.7^{+4.6}_{-4.4} \text{ keV}$ 和 $46.7^{+2.7}_{-2.9} \text{ keV}$。我们的计算与截断无关且无需预先指定同位旋。当更新的实验结果可用时，不同衰变道的绝对部分宽度与比值可用于检验 $T_{cc}^+$ 态的结构。