Эффекты векторной доминантности в полулептонных распадах K-мезонов Ростовский государственный университет Научный руководитель: Верешков Григорий Моисеевич, кандидат физико-математических наук Как известно, модель доминантности векторных мезонов (МДВМ) в электродинамике адронов является одним из феноменологических способов описания непертрубативных эффектов, природа которых заложена на кварк-глюонном уровне. Цель настоящей работы состоит в расширении МДВМ на редкие полулептонные распады K-мезонов , . Заметим, что эффект смешивания кварков приводит к возникновению недиагональной вершины. В полулептонном распаде мезона возникновение и роль этой вершины демонстрируется диаграммой на рис. 1. Было бы наивно полагать, что расчет этих диаграмм по теории возмущений имеет количественный смысл для K-мезонов. Здесь, прежде всего, необходимо учитывать специфический статус K-мезонов - эти частицы представляют собой коллективные псевдоголдстоуновские моды возбуждений кварк-глюонного конденсата (КГК). По этой причине кварковые линии, фигурирующие на диаграмме (см. рис. 1) вовсе не являются пропагаторами свободных кварков. Их адекватное название - непертрубативные пропагаторы. Последние математически описываются хронологическими вакумными средними от билинейных форм непертрубативных кварковых флуктуаций.
Описанные представления имеют существенное значение для построения модели полулептонных распадов K-мезонов. Во-первых, обратим внимание, что на диаграмме рис. 1 мы намеренно ограничились только s-u и u-d переходами, исключив петли, построенные из c и t кварков. Дело в том, что непертрубативные флуктуации c и t кварковых полей существенно подавлены и введение соответствующих непертрубативных пропагаторов не имеет смысла. Второе существенное обстоятельство имеет уже непосредственное отношение к МДВМ. Векторные мезоны также представляют собой непертрубативные возмущешия КГК, масса которых в значительной мере определяется энергией на перестройку конденсата. Непертрубативные валентные u и d кварки выступают в роли стабилизаторов областей перестроенного вакуума. Последнее означает, что пара непертрубативных u и d кварков имеет так называемые проекции на мезон. С учетом этого обстоятельства к диаграмме на рис. 1 следует добавить еще одну диаграмму (см. рис. 2). На ней изображен переход непертрубативной кварковой пары в мезон, а затем принятый в МДВМ переход мезона в фотон.В настоящей работе мы построили эффективную мезонную теорию поля, предназначенную для описания перечисленных выше процессов. Ключевыми для нашей модели являются два обстоятельства: 1) возможность построения эффективной нелокальной вершины, основанном на условии калибровочной инвариантности и ряда простых физических соображений относительно структуры формфактора; 2) возможность описания эффектов векторной доминантности в рамках калибровочной модели, в которой прообразы фотона, мезона и мезонов выступают в роли калибровочных полей, а сам эффект векторной доминантности математически описывается смешиванием этих полей. В результате, действие взаимодействия рассматриваемых процессов с учетом диаграммы на рис. 2 имеет вид (1) Здесь угол смешивания; , где константа Ферми, a V - соответствующие диаграммам на рис. 1,2 коэффициенты смешивания нижних кварков в лагранжиане электрослабых взаимодействий. Причем выражение (1) подразумевает вполне конкретную структуру формфакторов (2) В формуле (2) вообще говоря, произвольные функции от своих переменных. Нетрудно убедиться, что конечный результат (ширины рассматриваемых процессов) зависит лишь от суммы этих функций, которую мы обозначим через функцию . Последняя, очевидно, является безразмерной величиной, что позволяет нам предложить простейшую модель формфактора . Данная модель, хотя и описывает ситуацию достаточно хорошо, не является единственной возможной. Гораздо более хорошее согласие можно получить, построив из физических соображений нелокальный формфактор (3) где и - 4-импульсы K-мезона и пиона соответственно, , а некоторая постоянная, характеризующая размеры адронов. Последнюю можно подобрать таким образом, что теоретическое отношение ширин распадов, выведенное из формул (1)-(3), совпадет со средним экспериментальным: . Полученные результаты позволяют утверждать, что изложенные здесь представления о формировании нелокального формфактора, имеют шанс оказаться адекватными реальности. |
(c) АСФ России, 2001 |