Научная статья на тему 'ОПИСАНИЕ РАДИАЦИОННЫХ РАСПАДОВ V ^ Ру*  В РАЗЛИЧНЫХ ФОРМАХ ПУАНКАРЕ-ИНВАРИАНТНОЙ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ'

ОПИСАНИЕ РАДИАЦИОННЫХ РАСПАДОВ V ^ Ру* В РАЗЛИЧНЫХ ФОРМАХ ПУАНКАРЕ-ИНВАРИАНТНОЙ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ Текст научной статьи по специальности «Физика»

CC BY
136
46
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПУАНКАРЕ-ИНВАРИАНТНАЯ КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА / РАДИАЦИОННЫЕ РАСПАДЫ / ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ТОК / ПЕРЕХОДНОЙ ФОРМФАКТОР / POINCARé INVARIANT QUANTUM MECHANICS / RADIATIVE DECAYS / ELECTROMAGNETIC CURRENT / TRANSITION FORMFACTOR

Аннотация научной статьи по физике, автор научной работы — Крутов Александр Федорович, Полежаев Роман Геннадьевич

Работа посвящена описанию радиационных распадов $V \to P \gamma^{*}$ в различных основных формах Пуанкаре-инвариантной квантовой механики (ПИКМ). Для построения матричного элемента электромагнитного тока перехода используется специальная процедура, удовлетворяющая условиям лоренц-ковариантности и сохранения. В качестве иллюстрации развитого формализма в модифицированном релятивистском импульсном приближении проведено описание радиационного перехода $\rho \to \pi \gamma^{*}$. Получено аналитическое выражение для переходного формфактора $F_{\pi \rho}(Q^2)$, совпадающее во всех формах ПИКМ. Выполнены численные расчеты переходного формфактора с двумя типами модельных волновых функций.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по физике , автор научной работы — Крутов Александр Федорович, Полежаев Роман Геннадьевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

DESCRIPTION OF RADIATIVE DECAYS OF V ^ Py* IN DIFFERENT FORMS OF POINCARE-INVARIANT QUANTUM MECHANICS

The description of the radiative decays of $V \to P \gamma^*$ in different forms Poincaré invariant quantum mechanics (PIQM) is considered. To construct the matrix element of the electromagnetic current we use the non-diagonal parametrization procedure. The obtained matrix element of the current satisfies the conditions of the Lorentz covariance and conservation. To illustrate this approach in a modified relativistic impulse approximation the description of the radiative transition $\rho \to \pi \gamma^{*}$ is performed. An analytic expression for the transition form factor $F_{\pi \rho}(Q^2)$, matching all forms PIQM, is obtained. Numerical calculations of the transition form factor are made with different model wave functions.

Текст научной работы на тему «ОПИСАНИЕ РАДИАЦИОННЫХ РАСПАДОВ V ^ Ру* В РАЗЛИЧНЫХ ФОРМАХ ПУАНКАРЕ-ИНВАРИАНТНОЙ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ»

Вестн. Сам. гос. техн. ун-та. Сер. Физ.-мат. науки. 2015. T. 19, № 2. С. 259—269

ISSN: 2310-7081 (online), 1991-8615 (print) doi: http://dx.doi.org/10.14498/vsgtu1378

УДК 539.126

ОПИСАНИЕ РАДИАЦИОННЫХ РАСПАДОВ V ^ Ру*

В РАЗЛИЧНЫХ ФОРМАХ ПУАНКАРЕ-ИНВАРИАНТНОЙ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ*

А. Ф. Крутов, Р. Г. Полежаев

Самарский государственный университет,

Россия, 443011, Самара, ул. Академика Павлова, 1.

Аннотация

Работа посвящена описанию радиационных распадов V ^ Pу* в различных основных формах Пуанкаре-инвариантной квантовой механики (ПИКМ). Для построения матричного элемента электромагнитного тока перехода используется специальная процедура, удовлетворяющая условиям лоренц-ковариантности и сохранения. В качестве иллюстрации развитого формализма в модифицированном релятивистском импульсном приближении проведено описание радиационного перехода р ^ ny *. Получено аналитическое выражение для переходного формфактора Fnp(Q2), совпадающее во всех формах ПИКМ. Выполнены численные расчеты переходного формфактора с двумя типами модельных волновых функций.

Ключевые слова: Пуанкаре-инвариантная квантовая механика, радиационные распады, электромагнитный ток, переходной формфактор.

doi: http://dx.doi.org/10.14498/vsgtu1378

В последние несколько лет был проведен ряд экспериментов по изучению радиационных распадов векторных мезонов. Так коллаборациями NA 60 [2-4] и KLOE-2 [5], были измерены переходные формфакторы в реакциях ш ^ пу*, ф ^ V! и определены соответствующие константы распадов. В радиационном переходе р ^ пу* изучались вклады пиона в сечение распадов векторных мезонов и получены соответствующие ширины радиационного распада [6]. Указанные процессы дают важную информацию о непертурбативной кварковой динамике на средних и больших расстояниях.

Одним из основных теоретических методов описания перечисленных выше процессов является Пуанкаре-инвариантная квантовая механика (ПИКМ),

© 2015 Самарский государственный технический университет.

Образец для цитирования

Крутов А. Ф.,Полежаев Р. Г. Описание радиационных распадов V ^ Ру * в различных формах Пуанкаре-инвариантной квантовой механики // Вестн. Сам. гос. техн. ун-та. Сер. Физ.-мат. науки, 2015. T. 19, № 2. С. 259-269. doi: 10.14498/vsgtu1378.

Сведения об авторах

Александр Федорович Крутов (д.ф.-м.н., проф.; krutov@samsu.ru), профессор, каф. общей и теоретической физики.

Роман Геннадьевич Полежаев (polezaev@list.ru; автор, ведущий переписку), аспирант, каф. общей и теоретической физики.

‘Настоящая статья представляет собой расширенный вариант доклада [1], сделанного авторами на Четвёртой международной конференции «Математическая физика и её приложения» (Россия, Самара, 25 августа - 1 сентября 2014).

259

Крутов А. Ф., Полежаев Р. Г.

которая может быть сформулирована в различных формах — мгновенная форма, точечная форма и динамика на световом фронте (см, например, [7]). Одним из важных вопросов, возникающих при описании составных систем, остается выбор формы ПИКМ. В работах [8-12] при вычислении электромагнитных формфакторов скалярных и векторных мезонов для основных форм ПИКМ получаются разные результаты. Причина расхождения результатов, по-видимому, связана с различием приближений, используемых при построении матричного элемента тока и, в частности, с учетом условий лоренц-ковариантности и сохранения [7]. Таким образом, формулировка новых способов построения операторов электромагнитных переходов является в настоящее время актуальной задачей.

Отметим, что мгновенная форма ПИКМ была с успехом применена авторами для описания электромагнитной структуры таких систем с сильным взаимодействием, как пион, р-мезон, дейтрон, включая области больших переданных импульсов [7,13]. В этих работах построение тока осуществлялось для случаев диагональных по полному угловому моменту матричных элементов. В настоящей работе для описания процессов радиационных распадов векторных мезонов V ^ Ру* проводится обобщение методики построения тока на недиагональные по полному угловому моменту матричные элементы и на другие формы ПИКМ.

Ядром развитого подхода является процедура построения матричных элементов локальных операторов (см., например, [7]). Эта процедура позволяет выделить из матричного элемента оператора любой тензорной размерности приведенные матричные элементы (формфакторы), которые являются инвариантами при преобразованиях из группы Пуанкаре.

В рамках рассматриваемого подхода с использованием модифицированного импульсного приближения была показана эквивалентность основных форм ПИКМ на примере расчета электромагнитного формфактора пиона [14].

В представленной работе показана эквивалентность основных форм ПИКМ при расчете переходного формфактора радиационного перехода р ^ пу*. Используемый при этом математический аппарат параметризации матричных элементов локальных операторов [15] применен для описания недиагональных по полному угловому моменту матричных элементов тока.

В работе произведен также расчет переходного формфактора процесса р ^ пу* с двумя типами модельных волновых функций.

1. Построение матричного элемента электромагнитного тока перехода для систем невзаимодействующих частиц с квантовыми числами р- и п-мезонов. Рассмотрим параметризацию матричного элемента тока между состояниями с квантовыми числами р- и п-мезонов, т.е. недиагонального по полному угловому моменту:

<WS VS|j°(0)|W* VS7, 1, 0,1, m') . (1)

Здесь Wг = w\ + w2; л/s — инвариантная масса системы двух свободных частиц; wl — трехмерный вектор, различный для разных форм ПИКМ. В мгновенной форме w1 = р — импульс, в точечной w2 = v — 4-скорость и в динамике на световом фронте — w3 = р, где

р = (р±,р+), р± = (р1,р2), р+ = (р0 + p3)/V2 .

260

Описание радиационных распадов V ^ Рд* ...

Для инвариантной параметризации матричного элемента (1) выполним преобразование Лоренца из исходной (лабораторной) системы координат в систему Брейта (БС):

ъ .у W(jn W) ,n

j = jn + ,, - wj,

1 + Wn

jnn = jo wn - (jn w) = j wM ,

где wM = K /VK72 — 4-скорость, соответствующая указанному преобразованию Лоренца; jП; — 4-вектор оператора электромагнитного тока в БС.

Связь между матричными элементами токов в лабораторной системе (1) и системе Брейта имеет следующий вид:

<W% VS|jJ(0)|W* Л7,1,0,1 ,m7)

_Е Do,m(Wi,w)D*m,m(W7i,w)x

m ,m'

x <wi, VS|j°(0)|WT7i, VS7,1,o, 1,m7), (2)

W‘ = (Win,q), w7i = (W7in, -q),

Win = Vs + (q)2, W7in = Vs7 + (q)2 k; = (VK72, o, o, o), (3)

где q — трехмерный вектор с модулем

q = ^А(M2, M2, Q2)/[8(M? + M22) + 4Q2],

Q2 — квадрат переданного импульса.

Раскладывая нулевую компоненту матричного элемента оператора тока в БС (2) по сферическим углам вектора q и применяя теорему Вигнера— Эккарта [16], получим

<Wi, VS|jn(0)|W7i, VS7,1,0,1, m7) =

= E Dm (Wi,w)D1m,m (W7i,w)x

m ’ ,m ,l! ,k!

x (1mW|0m) ■ YVk'(q) ■ G°n{(s,Q2,s7), (4)

где G0/ (s, Q2, s7) представляет собой набор скаляров или свободных электромагнитных формфакторов.

Перейдем теперь к рассмотрению трехмерной части матричного элемента оператора тока

Wi, Vs|jnt(0)|Wq7i, VS7,1, 0,1, m7), t = 1, 2, 3. (5)

Трехмерную часть оператора мы можем описать в терминах тензорного оператора первого ранга. Для этого достаточно перейти к каноническому базису, т.е. от декартовых компонент тока к базису сферических гармоник [17].

261

Крутов А. Ф., Полежаев Р. Г.

Раскладывая матричный элемент (5) по сферическим углам вектора q в БС и применяя теорему Вигнера—Эккарта, получим

<W% v'Slj0M(0)| W* VS7,1,0,1, m') =

= E D°m (W\w)D1m,M (W",w)x

m' ,m ,M,k,l,j,n

x <im'jn|0m) ■ <1M1k|jn) ■ Yik(q) ■ (s, Q2, s'). (6)

С другой стороны, матричный элемент тока (1) можно записать в базисе индивидуальных переменных частиц системы:

<W% VS|j0(0)|WVW, 1,0,1, m') =

f d3wi f d3wi

2wi 0

2w2o

d3w\ f d3w2

2ww 2V|0x

x <Wl, Vs|wO, m1; wl2, m2) ■ <w\, m1; wl2, m2|j°(0)|wi , mi; wl2 , m'2)x

x <w\ , mi; w2 , m'2| W'% VS7,1,0,1, m') , (7)

где

<w!,mi;«;2,m2|j°(0)|wi ,m1;w2 ,m2) =

= <w1,m1 |j°V0)|w 1 ,mi) ■ Vw2 - w2 +

+ <w;2, m2|j0^(0)|w;2 , m2)5(wi - w. )5mimi,.

Приравнивая покомпонентно выражение (7) с (4) и (6), используя разложение по каноническому базису и выполняя интегрирование в (БС) в системе отсчета q = (0, 0, q), получим аналитические выражения для свободных двухчастичных формфакторов. В силу громоздкости данных выражений выпишем только один формфактор, который в дальнейшем будет использоваться:

Co11(s, Q2, s') =

V2 ■ ©(s, Q2, s')(s + s' + Q2)2

2Vs - 4MVs' - 4MV4M2 + Q2[A(s, -Q2, s')]1/2 '

x cos[(wi + W2)/2]

4A(s, -Q2, s')]1/2

(cm (q2)+cM (q2))

+ sin[(wi + W2)/2]

r s'(s' - s + 3Q2)

г {см(

Ls + s' + Q2 ^M(Q )+ CM

+

-s' - s - Q2 {(s, s', Q2)

(CM (q2) + CM (q2))

4M

- sin[(Wi + W2)/2] {(s,s',Q2) s + s' + Q2 (CE(Q2) + CE(QV) , (8

где

©(s, Q2, s') = tf(s' - si) - tf(s' - s2), {(s, s', Q2) = Vss'Q2 - M2A(s, -Q2, s'),

262

Описание радиационных распадов V ^ Pj* ...

Si 2 — 2М +

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

1

1

2 M 2 ш1 — arctan

(2M2 + Q2)(s - 2M2) ^ WQ2(Q2 + 4M2)s(s - 4M2),

2M2 ((s,s',Q2

m [(VS + W)2 + Q2] + VSSVS + W)

, £(s s/, q2)(2M + Vs + Vs)

w2 — arctan-------------------------—------------------,

M(s + s' + Q2)(2M + VS + VS7) + VSS(4M2 + Q2)

$ — ступенчатая функция.

Отметим, что аналитическое выражение (8) полностью совпадает с перечисленными выше основными формами ПИКМ.

2. Построение матричного элемента тока составной системы. Матричный элемент электромагнитного тока перехода р ^ пу* для основных форм ПИКМ можно записать следующим образом [18]:

W M0)|w;, i,mp)

nlcFnp(Q2)e^vas rf (тр)Шгжа Wf,

(9)

где Wn и Wp — 4-векторы п- и р-мезонов для основных форм ПИКМ; (тр) — 4-вектор поляризации; epva$ — антисимметричный тензор четвертого ранга; Fnp(Q2) —формфактор, соответствующий данному переходу; пгс — нормировочный множитель разный для разных форм ПИКМ (П — 1, П — 1/МПМр, П — 1); МП и Мр — массы п- и р-мезонов.

Для дальнейшей работы с матричным элементом (9) перейдем в брейтов-скую систему отсчета (3). В выбранной системе отсчета вектор поляризации имеет следующий вид:

(тр) — -V2(0,0,1,i)-

В системе Брейта выражение (9) имеет вид

. . q (Vм! + q2 + JMj + 92) 2

<W tn|ji(0)|w;, 1, mp) — -^------VT------------ Fnp(Q)- (10)

Следует отметить, что компоненты матричного элемента тока (9) jo, j2, j3 и соответствующие формфакторы оказываются равными нулю в ходе математических преобразований (3). Таким образом, для радиационного перехода р ^ пу* существует единственный формфактор, выраженный через первую трехмерную компоненту матричного элемента электромагнитного тока:

<Wn |;i(0)|W*, 1, тр) — - V3 Gii1(Q2), (11)

где GOV (Q2) —формфактор составной системы, полученный при недиагональной параметризации.

Приравняв выражения (10) и (11), получим

Fnp (Q2)

2 G111(Q2) ,

3 q{VM-П + q2 + \JM2 + q2)

(12)

263

Крутов А. Ф., Полежаев Р. Г.

Используя модифицированное импульсное приближение [7], можно показать, что

G01

G,’/’1 (s, Q2, s')p(s)pS(s') d^s dVs7,

(13)

где

p(s) = Увкф(к), ips (s') = Увк'ф(к'); ф(к) и ф(к') — волновые функции, удовлетворяющие условию нормировки

Г+^

ф2(к)к2с1к

1.

Поставляя (13) в (12), получим окончательное выражение для расчета переходного формфактора Fnp(Q2):

Fnp(Q2)

2 1 3 q(^M2 + q2 + ^Mp + q2)

x [[ G011(s,Q2,s')p(s)pS(s') d^edAs7. (14)

3. Расчет переходного формфактора Fnp(Q2). Для расчета формфактора (14) используем волновую функцию основного состояния гармонического осциллятора и волновую функцию степенного типа [19]:

2 / к2 \

ф(к) = плал exn- 2Г2) ■ (15)

гут i

Ф(к)\7пЬ3 (1 + к2/Ь2)3, (16)

где а и b — параметры волновых функций, которые фиксируются из требования описания среднеквадратичных радиусов п- и р-мезонов [20].

Для расчета переходного формфактора выберем саксовские формфакторы кварков в виде

Ge (Q2) = eq fq (Q2), Gm (Q2) = (eq + Kq) fq (Q2) ,

где eq — заряд кварка, Kq — аномальный магнитный момент кварка в естественных единицах [21]. Для расчета функции fq(Q2) будем использовать выражение, введенное в [22]:

fq (Q2)

1

1 + (r2q)Q2/6 ,

где (rq2) = 0.3/M2 —среднеквадратичный радиус кварка [22].

Результаты расчета переходного формфактора (14) представлены на рисунке.

264

Описание радиационных распадов V ^ Ру* ...

Результаты расчета переходного формфактора (14) для разных типов волновых функций: сплошная линия — расчет с использованием волновой функции (15); штриховая линия — расчет с использованием волновой функции (16) (online в цвете)

[The results of the calculation of the transition form factor (14) for different types of wave functions. Solid line is the results of the calculation using the wave function (15); dashed line is the results of a calculation using the wave function (16) (color online)]

Заключение. В рамках подхода ПИКМ проведена процедура построения матричного элемента тока перехода недиагонального по полному угловому моменту. Изложение данной методики проводилось на примере радиационного перехода р ^ пу*. Для решения задачи в модифицированном релятивистском импульсном приближении проведено построение оператора электромагнитного тока для составной двухчастичной системы с учетом условий лоренц-ковариантности и сохранения. Получено аналитическое выражение для формфактора указанного перехода, которое совпадает с основными формами ПИКМ. Произведен численный расчет переходного формфактора с волновыми функциями двух видов.

Благодарности. Авторы выражают благодарность В. Е. Троицкому за плодотворные обсуждения.

ORCIDs

Александр Федорович Крутов: http://orcid.org/0000-0002-8484-0028 Роман Геннадьевич Полежаев: http://orcid.org/0000-0002-8781-4116

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Крутов А. Ф., Полежаев Р. Г. Описание радиационных распадов V ^ Ру* в различных формах Пуанкаре-инвариантной квантовой механики / Четвертая международная конференция «Математическая физика и ее приложения»: материалы конф.; ред. чл.-корр. РАН И. В. Волович; д.ф.-м.н., проф. В. П. Радченко. Самара: СамГТУ, 2014. С. 210-211.

2. Arnaldi R. (et.al. NA60 Collaboration) Study of the electromagnetic transition form-factors in n ^ y+y-y and ш ^ y+y-n° decays with NA60 // Phys. Lett. B, 2009. vol. 677, no. 5. pp. 260-266, arXiv: 0902.2547 [hep-ph]. doi: 10.1016/j.physletb.2009.05.029.

3. Usai G. (et.al. NA60 Collaboration) Low mass dimuon production in proton-nucleus collisions at 400 GeV/c// Nucl. Phys. A, 2011. vol. 855, no. 1. pp. 918-196. doi: 10.1016/ j.nuclphysa.2011.02.037.

4. Uras A. (et.al. NA60 Collaboration) Measurement of the n and ш Dalitz decays transition form factors in p-A collisions at 400 GeV/c with the NA60 apparatus// J. Phys.: Conf.

265

Крутов А. Ф., Полежаев Р. Г.

Ser., 2011. vol. 270, no. 1, 012038, arXiv: 1108.0968 [hep-ex]. doi: 10.1088/1742-6596/270/ 1/012038.

5. Archilli F. (et.al. KLOE-2 Collaboration) Search for a vector gauge boson in ф meson decays with the KLOE detector // Phys. Lett. B, 2012. vol. 706, no. 4-5. pp. 251-255, arXiv: 1110.0411 [hep-ph]. doi: 10.1016/j.physletb.2011.11.033.

6. Amsler C. (et.al. Particle Data Group) Review of particle physics // Phys. Lett. B, 2008. vol. 667, no. 1-5. pp. 1-6. doi: 10.1016/j.physletb.2008.07.018.

7. Крутов А. Ф., Троицкий В. Е. Мгновенная форма Пуанкаре-инвариантной квантовой механики и описание структуры составных систем // Физика элементарных частиц и атомного ядра, 2009. Т. 40, №2. С. 269-319.

8. Maris P., Tandy P.C. Electromagnetic transition form factors of light mesons // Phys. Rev. C, 2002. vol. 65, no. 4, 045211, arXiv: nucl-th/0201017. doi: 10.1103/physrevc. 65.045211.

9. Yu J., Xiao B.-W., Ma B.-Q. Space-like and time-like pion-rho transition form factors in the light-cone formalism// J. Phys. G: Nucl. Part. Phys., 2007. vol. 34, no. 7. pp. 1845-1860, arXiv: 0706.2018 [hep-ph]. doi: 10.1088/0954-3899/34/7/021.

10. Desplanques B. RQM description of the charge form factor of the pion and its asymptotic behavior// Eur. Phys. J. A, 2009. vol. 42, no. 2. pp. 219-236, arXiv: 0906.1889 [nucl-th]. doi: 10.1140/epja/i2009-10864-8.

11. Ivashyn S.A. Vector to pseudoscalar meson radiative transition in chiral theory with resonances / Problems of Atomic Science and Technology. No. 1 / Nuclear Physics Investigations, 57, 2012. pp. 179-182, arXiv: 1111.1291 [hep-ph].

12. Bierrat E. P., Schweiger W. Electromagnetic p-meson form factors in point-form relativistic quantum mechanics // Phys. Rev. C, 2014. vol. 89, no. 5, 055205, arXiv: 1404.2440 [hep-ph]. doi: 10.1103/physrevc.89.055205.

13. Krutov A. F., Troitsky V. E., Tsirova N. A. Nonperturbative relativistic approach to pion form factor: predictions for future JLab experiments // Phys. Rev. C, 2009. vol. 80, no. 5, 055210, arXiv: 0910.3604 [nucl-th]. doi: 10.1103/physrevc.80.055210.

14. Крутов А. Ф., Полежаев Р. Г. Описание электромагнитной структуры пиона в различных формах Пуанкаре-инвариантной квантовой механики // Ядерная физика и инжиниринг, 2013. Т. 4, №9-10. С. 848-852. doi: 10.1134/S2079562913090200.

15. Чешков А. А., Широков Ю. М. Инвариантная параметризация локальных операторов// Ж. экспер. теорет. физ., 1963. Т. 44. С. 1982-1992.

16. Zare R. N. Angular Momentumm: Understanding Spatial Aspects in Chemistry and Physics. New York: Wiley, 1988. xi+349 pp.

17. Edmonds A. R. Angular Momentum in Quantum Mechanics / Investigations in Physics. vol. 4. Princeton, New Jersey: Princeton University Press, 1957. viii+146 pp.

18. Cardarelli F., Grach I. L., Narodetskii I. M., Salme G., Simula S. Radiative np and пш transition form factor in a light-front constituent quark model // Phys. Lett. B, 1995. vol. 359, no. 1-2. pp. 1-7, arXiv: nucl-th/9509004. doi: 10.1016/0370-2693(95)01058-x.

19. Андреев В. В., Крутов А. Ф. Электромагнитные формфакторы мезонов// Проблемы физики, математики и техники, 2011. №1(6). С. 7-19.

20. Крутов А. Ф., Троицкий В. Е. Релятивистские эффекты в электромагнитной структуре p-мезона// Вестн. СамГУ. Естественнонаучн. сер., 2003. Второй спец. выпуск. С. 95-

111.

21. Gerasimov S. B. Magnetic moments of baryons and strange content of the nucleon // Phys. Lett. B, 1995. Т. 357, №4. С. 666-670. doi: 10.1016/0370-2693(95)00934-d.

22. Cardarelli F., Grach I. L., Narodetskii I. M., Pace E., Salme G., Simula S. Hard Constituent Quarks and Electroweak Properties of Pseudoscalar Mesons // Phys. Lett. B, 1994. vol. 332, no. 1-2. pp. 1-7, arXiv: nucl-th/9405014. doi: 10.1016/0370-2693(94)90849-4.

Поступила в редакцию 17/XII/2014; в окончательном варианте — 12/III/2015; принята в печать — 08/IV/2015.

266

Описание радиационных распадов V ^ Ру* ...

Vestn. Samar. Gos. Techn. Un-ta. Ser. Fiz.-mat. nauki

[J. Samara State Tech. Univ., Ser. Phys. & Math. Sci.], 2015, vol. 19, no. 2, pp.259—269

ISSN: 2310-7081 (online), 1991-8615 (print) doi: http://dx.doi.org/10.14498/vsgtu1378

MSC: 81U05, 81U10

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

DESCRIPTION OF RADIATIVE DECAYS OF V ^ Py*

IN DIFFERENT FORMS OF POINCARE-INVARIANT QUANTUM MECHANICS*

A. F. Krutov, R. G. Polezhaev

Samara State University,

1, Academician Pavlov st., Samara, 443011, Russian Federation.

Abstract

The description of the radiative decays of V ^ Py* in different forms Poincare invariant quantum mechanics (PIQM) is considered. To construct the matrix element of the electromagnetic current we use the non-diagonal parametrization procedure. The obtained matrix element of the current satisfies the conditions of the Lorentz covariance and conservation. To illustrate this approach in a modified relativistic impulse approximation the description of the radiative transition p ^ ny * is performed. An analytic expression for the transition form factor Fnp(Q2), matching all forms PIQM, is obtained. Numerical calculations of the transition form factor are made with different model wave functions.

Keywords: Poincare invariant quantum mechanics, radiative decays, electromagnetic current, transition formfactor. doi: http://dx.doi.org/10.14498/vsgtu1378

Acknowledgments. The authors are grateful to Vadim E. Troitsky for helpful comments and insightful discussions.

ORCIDs

Alexander F. Krutov: http://orcid.org/0000-0002-8484-0028 Roman G. Polezhaev: http://orcid.org/0000-0002-8781-4116

REFERENCES

1. Krutov A. F., Polezhaev R. G. Description of radiative decays of V ^ Py* in different forms of Poincare-invariant quantum mechanics, The fnd International Conference

© 2015 Samara State Technical University.

Please cite this article in press as:

Krutov A. F., Polezhaev R. G. Description of radiative decays of V ^ Py* in different forms of Poincare-invariant quantum mechanics, Vestn. Samar. Gos. Tekhn. Univ., Ser. Fiz.-Mat. Nauki [J. Samara State Tech. Univ., Ser. Phys. & Math. Sci.], 2015, vol. 19, no. 2, pp. 259269. doi: 10.14498/vsgtu1378. (In Russian)

Authors Details:

Alexander F. Krutov (Dr. Phys. & Math. Sci.; krutov@samsu.ru), Professor, Dept. of General and Theoretical Physics.

Roman G. Polezhaev (polezaev@list.ru; Corresponding Author), Postgraduate Student, Dept. of General and Theoretical Physics.

*This paper is an extended version of the paper [1], presented at the Mathematical Physics and Its Applications 2014 Conference.

267

Крутов А. Ф., Полежаев Р. Г.

“Mathematical Physics and its Applications”, Book of Abstracts and Conference Materials; eds. I. V. Volovich; V. P. Radchenko. Samara, Samara State Technical Univ., 2014, pp. 210211 (In Russian).

2. Arnaldi R. (et.al. NA60 Collaboration) Study of the electromagnetic transition form-factors in n ^ p+p-y and ш ^ pA рГп° decays with NA60, Phys. Lett. B, 2009, vol. 677, no. 5, pp. 260-266, arXiv: 0902.2547 [hep-ph]. doi: 10.1016/j.physletb.2009.05.029.

3. Usai G. (et.al. NA60 Collaboration) Low mass dimuon production in proton-nucleus collisions at 400 GeV/c, Nucl. Phys. A, 2011, vol. 855, no. 1, pp. 918-196. doi: 10.1016/j. nuclphysa.2011.02.037.

4. Uras A. (et.al. NA60 Collaboration) Measurement of the n and ш Dalitz decays transition form factors in p-A collisions at 400 GeV/c with the NA60 apparatus, J. Phys.: Conf. Ser., 2011, vol. 270, no. 1, 012038, arXiv:1108.0968 [hep-ex]. doi: 10.1088/1742-6596/270/1/ 012038.

5. Archilli F. (et.al. KLOE-2 Collaboration) Search for a vector gauge boson in ф meson decays with the KLOE detector, Phys. Lett. B, 2012, vol. 706, no. 4-5, pp. 251-255, arXiv: 1110.0411 [hep-ph]. doi: 10.1016/j.physletb.2011.11.033.

6. Amsler C. (et.al. Particle Data Group) Review of particle physics, Phys. Lett. B, 2008, vol. 667, no. 1-5, pp. 1-6. doi: 10.1016/j.physletb.2008.07.018.

7. Krutov A. F., Troitsky V. E. Instant form of Poincare-invariant quantum mechanics and description of the structure of composite systems, Physics of Particles and Nuclei, 2009, vol. 40, no. 2, pp. 136-161. doi: 10.1134/S1063779609020026.

8. Maris P., Tandy P.C. Electromagnetic transition form factors of light mesons, Phys. Rev. C, 2002, vol. 65, no. 4, 045211, arXiv: nucl-th/0201017. doi: 10.1103/physrevc.65.045211.

9. Yu J., Xiao B.-W., Ma B.-Q. Space-like and time-like pion-rho transition form factors in the light-cone formalism, J. Phys. G: Nucl. Part. Phys., 2007, vol. 34, no. 7, pp. 1845-1860, arXiv: 0706.2018 [hep-ph]. doi: 10.1088/0954-3899/34/7/021.

10. Desplanques B. RQM description of the charge form factor of the pion and its asymptotic behavior, Eur. Phys. J. A, 2009, vol. 42, no. 2, pp. 219-236, arXiv: 0906.1889 [nucl-th]. doi: 10.1140/epja/i2009-10864-8.

11. Ivashyn S.A. Vector to pseudoscalar meson radiative transition in chiral theory with resonances, Problems of Atomic Science and Technology. No. 1, Nuclear Physics Investigations, 57, 2012, pp. 179-182, arXiv: 1111.1291 [hep-ph].

12. Bierrat E. P., Schweiger W. Electromagnetic p-meson form factors in point-form relativistic quantum mechanics, Phys. Rev. C, 2014, vol. 89, no. 5, 055205, arXiv: 1404.2440 [hep-ph]. doi: 10.1103/physrevc.89.055205.

13. Krutov A. F., Troitsky V. E., Tsirova N. A. Nonperturbative relativistic approach to pion form factor: predictions for future JLab experiments, Phys. Rev. C, 2009, vol. 80, no. 5, 055210, arXiv: 0910.3604 [nucl-th]. doi: 10.1103/physrevc.80.055210.

14. Krutov A. F., Polezhaev R. G. Description of the electromagnetic structure of the pion in the various forms of the Poincare-invariant quantum mechanics, Iadernaia fizika i inzhiniring [Nuclear Physics and Engineering], 2013, vol. 4, no. 9-10, pp. 848-852 (In Russian). doi: 10. 1134/S2079562913090200.

15. Cheshkov A. A., Shirokov Yu. M. Invariant parametrization of local operators, Soviet Physics JETP, 1963, vol. 17, pp. 1333-1339 ; Cheshkov A. A., Shirokov Yu. M. Invariant parametrization of local operators, Nuclear Physics, 1963, vol. 49, pp. 108-120. doi: 10. 1016/0029-5582(63)90079-8.

16. Zare R. N. Angular Momentumm: Understanding Spatial Aspects in Chemistry and Physics. New York, Wiley, 1988, xi+349 pp.

17. Edmonds A. R. Angular Momentum in Quantum Mechanics, Investigations in Physics, vol. 4. Princeton, New Jersey, Princeton University Press, 1957, viii+146 pp.

18. Cardarelli F., Grach I. L., Narodetskii I. M., Salme G., Simula S. Radiative np and пш transition form factor in a light-front constituent quark model, Phys. Lett. B, 1995, vol. 359, no. 1-2, pp. 1-7, arXiv: nucl-th/9509004. doi: 10.1016/0370-2693(95)01058-x.

268

Описание радиационных распадов V ^ Ру* ...

19. Andreev V. V., Krutov A. F. Electromagnetic form factors of mesons, Problemy fiziki, matematiki i tekhniki, 2011, no. 1(6), pp. 7-19 (In Russian).

20. Krutov A. F., Troitsky V. E. Relativistic effects in the electromagnetic structure of the p-meson, Vestnik SamGU. Estestvenno-Nauchnaya Ser., 2003. Second Special Issue, pp. 95111 (In Russian).

21. Gerasimov S. B. Magnetic moments of baryons and strange content of the nucleon, Phys. Lett. B, 1995, Т. 357, №4, С. 666-670. doi: 10.1016/0370-2693(95)00934-d.

22. Cardarelli F., Grach I. L., Narodetskii I. M., Pace E., Salme G., Simula S. Hard Constituent Quarks and Electroweak Properties of Pseudoscalar Mesons, Phys. Lett. B, 1994, vol. 332, no. 1-2, pp. 1-7, arXiv: nucl-th/9405014. doi: 10.1016/0370-2693(94)90849-4.

Received 17/XII/2014;

received in revised form 12/III/2015;

accepted 08/IV/2015.

269

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.