Study of exotic tetraquark states in the first-principle calculation

第一性原理计算中奇异四夸克态的研究

基本信息

批准号：
20F20026
负责人：
岡眞
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Japan Atomic Energy Agency
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-11-13 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

外国人特別研究員との共同研究として、ヘビークォークを含むエキゾチックハドロンのスペクトルと構造の研究を行った。近年、BelleやLHCbなどの加速器実験施設で数多くの新種のハドロンが発見されている。その中にはヘビークォーク（チャームやボトム）を含むハドロンの幅の狭い共鳴状態が見られ、それらはクォークを４個ないし５個含む新しいタイプのハドロンであると考えられている。これらの新種のハドロンの構造やダイナミクスを解明することが直近の重要課題となっている。この研究では、チャームクォーク２個と反チャームクォーク２個からなるすべてチャームの4体クォーク系の束縛状態および共鳴状態に対してクォーク多体系の第一原理計算を行った。この計算では、Jacobi座標をガウス関数で展開するガウス展開法を用い、さらに共鳴状態を束縛状態と同様の方法で求めるために座標（と運動量）を複素数に変換した微分方程式を解く複素スケーリング法を導入した。その結果、軌道角運動量が0で、スピンが0, 1, 2の状態で対応する２つのeta_cあるいはJ/psiメソンの閾値からかなり高い励起状態が幅の狭い共鳴状態として現れることを示した。しかし、この結果はLHCの実験データが示す6900 MeV近傍の幅の狭い共鳴状態より100MeV以上高いエネルギーを持つため、クォーク模型のハミルトニアンを修正する必要があることが明らかになった。そこで、次のステップとして、４体のクォーク系のダイナミクスで不定性がある４体のカラー閉込め力の新しい形を検討し、さらに継続して研究を行うこととした。

与外国特别研究人员合作，我们研究了包括重型夸克在内的异国黑龙的光谱和结构。近年来，在Belle和LHCB等加速器实验设施中发现了许多新的Hadron物种。其中包括狭窄的Hadron共振状态，包括重夸克（魅力和底部），被认为是一种新型的强子，其中包含四到五个夸克。最新的重要问题是阐明这些新的Hadron物种的结构和动态。在这项研究中，对四体夸克系统的约束和共振状态进行了夸克多体系统的第一原理计算，其中包括两个魅力夸克和两个反木夸克。该计算使用一种高斯膨胀方法，在该方法中，使用高斯函数扩展了雅各比坐标，并引入了复杂的缩放方法来求解微分方程，在该方程中，将坐标（和动量）转换为复杂数字以便以与绑定状态相同的方式找到共振状态。结果表明，从两个相应的ETA_C或J/PSI膜的阈值中，相当高的激发态显示为狭窄的共振状态，其轨道角动量为0、1和2旋转。但是，该结果表明，夸克模型的哈密顿量需要进行修改，因为它的能量比LHC实验数据显示的6900 MEV的狭窄共振状态高100 meV。因此，作为下一步，我们决定研究四个物体的颜色限制力的新形式，由于四个基于夸克的身体的动态，它们是不确定的，并继续进行研究。