Структура и маса скаларних тетракваркова који садрже c - кварк на основу Ферми-Брајтове и Глозман-Рискине хиперфине интеракције

Abstract

Недавни догађаји у спектроскопији шармантних мезона убедљиво указују да постоји велики број скаларних мезона са ниском масом као што су Ds +(2317), Ds +(2632), D0(2308), и слична стања. То се заједно са неким необичним особинама нарушења ароматске SU(3) симетрије може објаснити помоћу хипотезе тетракваркова. Урадили смо објашњење експеримената и предвиђање разлике маса пре њеног мерења. Такође смо урадили систематску анализу шармантних тетракваркних стања. Објаснили смо и анализирали тежинске дијаграме, иредуцибилне репрезентације и ароматске таласне функције. Описан је детаљан метод израчунавања. Такође је приказан масени спектар са мешањем честица које имају исте квантне бројеве. Дата је и дискусија зависности резултата од параметара. Такође смо дали прорачуне за масе експериментално откривених лаких скалара σ(500), f0(980), κ(800) и a0(980) и потврдили да се они уклапају у тетракваркну шему када се укључи Глозман-Рискина хиперфина интеракција. Израчунали смо масени спектар система два кварка и два антикварка укључујућу Глозман-Рискину (ГР) и Ферми-Брајтову (ФБ) хиперфину интеракцију (ХФИ). Да бисмо израчунали масе конститутивних кваркова, користили смо експерименталне масе мезона и бариона преузете од "Групе за податке о честицама" ("Particle Data Group"), методом χ2 фита маса. Када упоредимо ФБ ХФИ, која је боја-спин интеракција, са ГР ХФИ, која је аромат-спин интеракција, занимљиво је да се добијају слични резултати. У нашем конститутивном моделу кваркова, ГР и ФБ ХФИ су калибрисане код мезона и бариона, затим су искоришћене код тетракваркова. Користећи ФБ ХФИ, добили смо да су конститутивне масе кваркова врло сличне масама које су добијене из различитих феноменолошких модела. Показали смо, на основу наших резултата, да сва три стања Ds +(2632), D0(2308), Ds +(2317) вероватно имају тетракваркну природу. Израчунали смо допринос ГР и ФБ ХФИ масама cqqq тетракваркова и такође смо израчунали масе конститутивних кваркова и упоредили ГР и ФБ ХФИ. Вероватно да ФБ ХФИ и ГР интеракције нису комплетнe ефективнe интеракцијe између два кварка, и због тога теоријско предвиђање није потпуно исто као експеримент. Потребно је у будућности више експерименталних потрага за детекцију осталих чланова cqqq , посебно оних егзотичних.

Recent developments in the charm meson spectroscopy strongly indicate an overpopulation of low lying scalars such as Ds +(2317), Ds +(2632), D0(2308), and similar states, that together with some unusual SU(3) flavor symmetry breaking patterns, can be explained by way of the tetraquark hypothesis. We have performed calculations in both explaining observed phenomena and predicting the mass difference experiment before its completion. We have made a systematic analysis of the charm tetraquark states. Weight diagrams, irreducible representations and flavor wave functions are shown and analyzed. Detailed method of calculation is described. The mass spectrum with mixing of particles with the same quantum numbers is shown. The discussion how results depend on parameters is also given. We have also given estimates for masses of experimentally detected light scalars σ(500), f0(980), κ(800) and a0(980) and confirmed that they satisfactorily fit in the tetraquark scheme when Glozman-Riska hyperfine interaction is included. We calculated the mass spectra of two-quark-two-antiquark system including Glozman-Riska (GR) and Fermi-Breit (FB) hyperfine interaction (HFI). We used the observed meson and baryon masses, taken from "Particle Data Group", to obtain constituent quark masses by way of χ2 mass fit. When comparing FB HFI, which is color-spin interaction, with GR HFI, which is flavor-spin interaction, it is interesting that we have obtained similar results. In our constituent quark model, GR and FB HFI are calibrated for mesons and baryons, then used for tetraquarks. Using FB HFI, we obtained constituent quark masses very similar to masses obtained using different phenomenological models. We have shown that, according to our results, all three states Ds +(2632), D0(2308), Ds +(2317) might have the tetraquark nature. We gave the contribution of GR and FB HFI to cqqq tetraquark masses and also we calculated constitutive quark masses and compared GR and BF HFI. The FB and GR may not be complete effective two-quark interactions, thus the theoretical prediction does not fully agree with the experiment. More experimental searches for detection of other cqqq members especially those exotic ones are needed in the future.