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重子阴离子衰变中的夸克抗子产生

高能物理 - 唯象学 2025-08-29 v2

摘要

带有相对电荷的夸克对可以通过量子电动力学相互作用形成称为“夸克抗子”的束缚态。诸如 J/ψJ/\psi 等重子阴离子在像 BESIII 和未来的超charm设施 (STCF) 等设施中丰富产生。本文我们考察了重子阴离子衰变中的夸克抗子产生,具体关注过程 Q(l1+l2)[n]+γ{\cal{Q}} \longrightarrow (l_1^+ l_2^-)[n] +\gamma (l1,2=τ, μ, el_{1,2}= \tau,\ \mu,\ e) 和 Q(l1+l2)[n]+l1l2+{\cal{Q}} \longrightarrow (l_1^+ l_2^-)[n] + l_1^- l_2^+。此处,Q{\cal{Q}} 表示重子阴离子 J/ψJ/\psiΥ\Upsilon,而 n=n= 1S0{^1S_0}3S1^3S_1 分别对应 para-夸克抗子和 ortho-夸克抗子。以 STCF 年产 3.4×10123.4 \times 10^{12}J/ψJ/\psi 事件计,有望观察到正电子抗子 (e+e)(e^+e^-)、缪子抗子 (μ+e)(\mu^+e^-) 和二缪子抗子 (μ+μ)(\mu^+\mu^-)。特别是,正二缪子抗子 (μ+μ)[3S1](\mu^+\mu^-)[^3S_1] 可能在未来的 STCF 中被发现,其包含分支率为 Br(J/ψ(μ+μ)[3S1]+X)=1.5×1012Br(J/\psi \longrightarrow (\mu^+\mu^-)[^3S_1] +X) = 1.5 \times 10^{-12}

关键词

引用

@article{arxiv.2505.02676,
  title  = {Production of leptonium in heavy quarkonium decays},
  author = {Yuhan Zhao and Jun Jiang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2505.02676},
  year   = {2025}
}

备注

32 pages, 13 figures, to be published in PRD