ハドロン物理
保坂 淳
Hosaka, Atsushi, RCNP Osaka Univ
Spt. 1-2, 2008
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1
構成クォーク模型が機能している?
qq and qqq 基底状態
minimal
励起状態は?
• クォーク励起 (single particle levels)
• Minimal + qq
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2
0.5 fm程度の領域(ハドロン)内で
クォークを励起するエネルギー 〜 0.5 GeV
〜
qq対を作るのに必要なエネルギー
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3
構成クォーク模型が機能している?
qq and qqq 基底状態
minimal
励起状態は?
• クォーク励起 (single particle levels)
• Minimal + qq
• マルチクォーク
genuine nonminimal, tetra, penta, …
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4
マルチクォーク(クラスター)相関
原子核
励起状態
安定な部分の集合
Spin-Isospin saturate
基底状態
コンパクト一様
ハドロン
qqの生成を伴う
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5
色なし(ハドロン)相関
・重陽子、、、原子核
p
K

n
・スカラー s

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・異状ハドロン、Λ(1405)?
N

色つき(di-, tri-quark)相関

qq
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qq
6
Negative parity baryons
Excitation energy (MeV)
2000
I1 1 1 (2600)
1500
**
D15 (2200)
*
G17 (2190)
*
S 11 (1535)
500
G07 (2100)
G1 9 (2250)
1000
D13 (1520)
L=3
D35 (2350)
*
D13 (1700)
D03 (1690)
D15 (1675)
S 11 (1650)
S 01 (1670)
D05 (1830)
S 11 (1750)
G 37 (2200)
D13 (1940)
S 01 (1800)
D35 (1930)
S 11 (2000)
D33 (1700)
D03 (1520)
L=1
D13 (1670)
D15 (1775)
S 31 (1620)
S 01 (1405)
0
2
8 MS
4
N
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8MS
2
8 MS
4

8MS
2
8 MS

4
8MS
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2
10 MS

2
1MS


7
負パリティー状態にばらつきがある
(1405)が軽すぎる
光の結合もよくわかっていない(東北)
S11(1535, 1650), D13(1520, 1700)
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8
P-wave
GeV
N(1710)
Open
channels
K
S-wave
N(1650)
K
N(1535)
1.5
N(1440)
N
(1520)

(1405)
KN

(1232)
N
1
s  wave :
3
d
 x j0 (qr)(r)
p  wave :
3
d
 x j1 (qr)(r)
N(940)
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9
状態の候補
メソン・バリオン間に強い引力があるもの
(1405): KN, S, …
共鳴、KN束縛
(1390), (1420)
(1520): *, …
ぎりぎり
N(1535): K, N, …
K束縛、N共鳴
s ~ , K* ~ K, a1 ~ , …
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おおかたは共鳴
10
どのように作って、観るのか?
B m f N mi
mi
mf
N
B


n
n

n
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11
どのように作って、観るのか?
適切なエネルギー・運動量の構成要素を投入
・共鳴、実粒子でエネルギーを調整
・束縛、運動量の小さい仮想粒子を投入(慈道)
1.中間子雲を利用(t, u, s channel)
〜強い相互作用の不確定性関係
2.原子核を利用(オフシェル効果、反跳効果など)
3.共鳴相関を利用(rescattering)
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12
1. 中間子の雲
〜 強い相互作用の不確定性関係
強い相互作用のため仮想粒子の生成消滅を繰り返す
M
B0
Bphys  B0  B '0 M  ...
B0’
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t ~
1
E
13
1. 中間子の雲
〜 強い相互作用の不確定性関係
強い相互作用のため仮想粒子の生成消滅を繰り返す
M
B0
Bphys  B0  B '0 M  ...
B0’
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t ~
1
E
14
1. 中間子の雲
〜 強い相互作用の不確定性関係
強い相互作用のため仮想粒子の生成消滅を繰り返す
M
B0
Bphys  B0  B '0 M  ...
B0’
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t ~
1
E
15
共鳴探索
t-channel
 
N
共鳴
, K,
   
@前方
仮想粒子交換
@後方
u-channel
仮想粒子交換
共鳴
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for B* @前方
16
s-channel
 
ほとんど実の共鳴
@いろいろな方向
N
構成クォークの軌道励起から移れるもの
堅い共鳴 => 作りやすい 特に光
特定のハドロン成分をたくさん含むもの(2(1420) ~ KN)
はからは出来にくい =>
ハドロンビームの選択則
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17
2.原子核を利用
(オフシェル効果、反跳効果など)
K
d
K
2(1420)
オフシェルのKを直接束縛させる
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18
3.共鳴相関を利用

K
K
p
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q
K*

中野機構
K



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1(1390)
19
3.共鳴相関を利用

K
K
K

q
K*



p
中野機構
1(1390)
cosq
cosq
QuickTimeý Dz
TIFFÅiîÒà•
èkÅ j êLí£ÉvÉçÉOÉâÉÄ
ǙDZÇÃÉsÉNÉ`ÉÉǾå©ÇÈǞǽDžÇÕïKóvÇ­Ç•
ÅB
QuickTimeý Dz
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èkÅ j êLí£ÉvÉçÉOÉâÉÄ
ǙDZÇÃÉsÉNÉ`ÉÉǾå©ÇÈǞǽDžÇÕïKóvÇ­Ç•
ÅB
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EK [GeV]
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E [GeV]
20
の場合

K

P

n
(1520)
QuickTimeý Dz
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è kÅ j êLí£ÉvÉçÉOÉâÉÄ
ǙDZÇÃÉsÉNÉ`ÉÉǾå©ÇÈÇž ǽDžÇÕïKóvÇ­Ç•
ÅB
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E [GeV]
21
まとめ
・励起状態でマルチクォーク相関が見られる?
・構造を反映した反応機構を考案する
・ハドロン相関をもった構造には、そのハドロンを
うまく投入する工夫が必要
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22
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