在半轻子 D 衰变中检验轻标量介子为非 q qbar 态

尽管轻标量介子（$S_0$）被认为要么是普通的 $q\bar q$ 态，要么是奇特的四夸克态，我们仍通过考虑 $S_0\to M_1 M_2$ 的共振效应，研究半轻子衰变 $D\to S_0 e^+\nu_e$，其中 $S_0=a_0(980)$、$f_0(980)$ 和 $f_0(500)/\sigma_0$，$M_{1(2)}$ 表示赝标介子。我们首次给出了两种夸克结构下 $D\to S_0$ 的形状因子。随后，我们计算得到在 $q\bar q$ 结构下 ${\cal B}(D_s^+\to \sigma_0 e^+\nu_e,\sigma_0\to\pi^+\pi^-)=(20.3\pm 1.8\pm 0.5)\times 10^{-4}$，显示出与 $3.3\times 10^{-4}$ 实验上限存在显著的 $9\sigma$ 偏离。相反，在 $q^2\bar q^2$ 结构下 ${\cal B}(D_s^+\to \sigma_0 e^+\nu_e,\sigma_0\to\pi^+\pi^-)=(0.58^{+1.43}_{-0.57}\pm 0.01)\times 10^{-4}$ 处于实验允许范围内。显然，轻标量介子被检验为非 $q\bar q$ 态。因此我们展示了一种高度灵敏的新方法来探索标量介子的真实本质，该方法也可推广至非轻子 D 衰变以及 B 介子衰变。