クォーク模型による yn, yy 相互作用
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鈴鹿高専仲本朝基京大理 藤原義和 新潟大理鈴木宜之九歯大 河野通郎. クォーク模型による YN, YY 相互作用. これまでの成果を収めたレビュー論文. Y. Fujiwara, Y. Suzuki and C. N., to be published in PPNP; http://qmpack.homelinux.com/~qmpack/sent/review2.pdf. このホームページから誰でも入手できます. p. n. Λ. Σ +. Σ 0. Σ -. Ξ 0. Ξ -. クォークとバリオン. u. d. s. c. b. t. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
2006/8/2 KEK原子核研究会 1
クォーク模型によるYN, YY 相互作用
鈴鹿高専 仲本朝基 京大理 藤原義和新潟大理 鈴木宜之 九歯大 河野通郎
Y. Fujiwara, Y. Suzuki and C. N., to be published in PPNP; http://qmpack.homelinux.com/~qmpack/sent/review2.pdf
これまでの成果を収めたレビュー論文
このホームページから誰でも入手できます
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クォークとバリオン
この3つに関しては、同じような粒子の量子数が異なる状態とみなせる。⇒ フレイバー SU(3) 対称性
sd b tcu
アップ・クォーク ダウン・
クォークストレンジ
・クォーク
チャーム・
クォークボトム・クォーク
トップ・クォーク
~ 300 MeV
~ 300 MeV
~ 500 MeV
~ 1.3 GeV ~ 4.3 GeV ~ 186 GeV
u, d, s から構成されているスピン 1/2 をもつバリオン( octet baryon )
Ξ -Ξ0Σ -Σ0Σ +Λnp
uud udd uds uus uds dds uss dss陽子 中性子
核子(N)
ハイペロン(Y)
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フレイバー SU(3) 対称性による分類
×
q
(10)3
q
(10)3
q
(10)3
× =(30)10
+ +
(11)8
+
(11)8 (00)
1Δ++, Δ+, Δ0, Δ - ,Σ* +, Σ* 0, Σ* - ,Ξ* 0, Ξ* - ,Ω -
p, n, ΛΣ+, Σ0, Σ - ,Ξ0, Ξ - Λ(1405) ?
(11)8
(11)8
× =
(22)27
+ ++ ++
(30)10
(03)10*
(11)s8s
(11)a8a
(00)1
8 重項バリオン同士による 2 体系のフレイバー SU(3) 分類
(フレイバー SU(3) 対称性が厳密に成り立つならば・・・)6 つのフレイバー成分に、総ての 2 体系に関する情報が含まれている!!
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B8B8 systems classified in the SU3 states with (, )
[‐(11)a+(30)]
[(11)a+(30)]
(03)
[(11)s+3(22)]
[3(11)s‐ ( 22 ) ] (22)
‐3
―
(11)a
[‐(11)a+(30)+(03)]
[(30)‐(03)]
―
[2(11)a+(30)+(03)]
―
(11)s+ (22)+ (00)
(11)s‐ (22)+ (00)
(11)s+ (22)
ー (11)s+ (22)
(11)s - (22) - (00)
―
(22)
(30)
―
―
(22)
[‐(11)a+(03)]
[(11)a+(03)]
(30)
[(11)s+3(22)]
[3(11)s‐(22)] (22)
‐1
(03)
―
―
(22)
NN(0)
NN(1)
3E, 1O (P=unsymmetric)1E, 3O (P=symmetric)B8B8(I)S
10
1
10
1
10
1
10
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
3
1
6
1
5
1
5
1
5
3
5
3
5
3
5
2
5
2
302
9
10
322
1
2
1
102
1
8
3
‐2
0
‐4
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各成分での相互作用に関する情報を掴めば、関連する系に対して相互作用の振る舞いを予想することができる!
NN(1) 系に短距離斥力および中間領域引力がある
pure (22) 成分をもつ
他の pure (22) 成分をもつ系ΣN (3/2), ΣΣ(2), ΞΣ(3/2), ΞΞ(1) の 1S0 状態
(22) 成分をメインに含んでいる系ΛN, ΞΛ, ΛΛ の 1S0 状態
NN(0) 系は束縛状態(重陽子) pure (03) ΞΣ(3/2) 3S1 状態は強い引力?
(11)s : パウリ禁止状態
(30) : 準禁止状態
ΣN(1/2), ΞΣ(1/2) の 1S0 状態(9割)
ΣN(3/2), ΞΞ(0) の 3S1 状態 }斥力?
quark-model prediction
実験事実
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2.クォーク模型の特徴 ( model-
independent )
(1)パウリ原理 バリオンレベル
u
ds
u
du
Λ p異種粒子
クォークレベル
量子数の異なる同種粒子たちΛ p
クォーク間相互作用がどういったものなのかを考える以前に、クォークの運動エネルギーを考慮するだけで理解できる
接近すると・・・?
Λp 系はフェルミ粒子であるクォークからできている
⇒ 反対称化
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ハイパー核に反映されるかもしれない点
Σ single-particle potential (原子核の中で Σ 粒子が感じるポテンシャル)が斥力的に記述できる
(11)s : パウリ禁止状態
(30) : 準禁止状態
ΣN(1/2) の 1S0 状態(9割)
ΣN(3/2) の 3S1 状態 斥力?}
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color-magnetic interaction ⇒ flovor-singlet (00) state 以外の総ての( カラー磁気相互作用 ) state において short-range 斥力を与える
2.クォーク模型の特徴 ( model-
independent )
( 2 )短距離斥力
核力 (NN 相互作用 ) における実験事実を定性的に正しく再現
(3)大きな anti-symmetric LS forceスピン・軌道力による原子核・ハイパー核の状態分離
原子核の場合に比べて、 Λ ハイパー核における分離は小さい⇒
Λ ハイパー核において、 LS 力と anti-symmetric LS 力は逆符号で寄与する
{中間子交換模型による評価 ⇒ 打ち消しあう度合いが比較的弱い
クォーク模型による評価 ⇒ 比較的強い
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3.現実的なクォーク模型 ( model-dependent )
・ NN phase shifts・ deuteron properties・ low-energy parameter・ existing YN experimental data
} reproduceFSS
+・ data との fit のより良い精度・ π-exchange による強すぎる tensor force の抑制・ high-energy ( ~ short range ) における斥力効果の enhance} fss2
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• Quark-Hamiltonian ( fss2 )
H = (mi+pi2/2mi) - Kcm
+ (UijConf+Uij
FB+∑βUijSβ
+∑βUijPSβ +∑βUij
Vβ)
6i<j
∑
6i=1∑
・ UijConf ∝rij
2
・ UijFB : Fermi-Breit interaction
・ UijSβ : scalar-meson exchange
・ UijPSβ : pseudo-scalar-meson exchange
・ UijVβ : vector-meson exchange
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(3) Ξ N 相互作用
1S3P…
3S1P…
I = 0 I = 1
ΛΛ - Ξ N -∑∑
Ξ N
Ξ N -∑ Λ
Ξ N -∑ Λ -∑∑
どの系よりも iso-spin dependence が大きい!?
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(b) I = 1 系における∑ Λ- channel との強い coupling
[(11)a+(30)+(03)]
[(30)‐(03)]
(11)s+ (22)
ー (11)s+ (22)
3E, 1O (P=unsymmetric)1E, 3O (P=symmetric)
5
3
5
3
5
2
5
2
3
1
2
1
⇒ single-channel calculation ではいずれの系も斥力的
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◎ quark model の一般的特徴• Pauli principle• short-range repulsive• strong anti-symmetric LS force◎ realistic quark model ( fss2 ) の特徴• spin-flavor SU6 symmetry に対応した振舞い• Λ の増加に伴う引力の reduction• ΞN ( I = 0 ) 3P0 -state に resonance• 強い ΞN -∑ Λ coupling
←→ 弱い ΛΛ - ΞN coupling
Summary
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◎ fss2 を中心とした review article• Y. Fujiwara, Y. Suzuki and C. N., to be published in PPNP;
http://qmpack.homelinux.com/~qmpack/sent/review2.pdf
fss2 の・ NN 系における任意の energy region における微分断面積や 偏極量など・任意の B8B8 系の phase shifts 等の figureが、下記のアドレスから誰でも入手できます。
http://qmpack.homelinux.com/~qmpack/index.php