Zasada OZI

Rozpad mezonu Phi na trzy piony jest tłumiony przez regułę OZI.

Rozpad mezonu Phi na dwa kaony nie jest hamowany przez regułę OZI.

Reguła OZI jest konsekwencją chromodynamiki kwantowej (QCD), która wyjaśnia, dlaczego niektóre tryby rozpadu pojawiają się rzadziej, niż można by się spodziewać. Został niezależnie zaproponowany przez Susumu Okubo , George'a Zweiga i Jugoro Iizukę w latach 60. Stwierdza, że każdy silnie zachodzący proces zostanie stłumiony, jeśli tylko poprzez usunięcie wewnętrznych linii gluonowych jego diagram Feynmana można podzielić na dwa rozłączne diagramy: jeden zawierający wszystkie cząstki stanu początkowego i drugi zawierający wszystkie cząstki stanu końcowego.

Przykładem takiego stłumionego rozpadu jest mezon Phi na piony : ⁰ φ → π ⁺ + π ⁻ + π . Można by oczekiwać, że ten tryb rozpadu dominowałby nad innymi trybami rozpadu, takimi jak φ → K ⁺ + K ⁻ , które mają znacznie niższe wartości $Q$ . W rzeczywistości widać, że φ rozpada się na kaony w 84% przypadków, co sugeruje, że ścieżka rozpadu do pionów jest stłumiona.

Wyjaśnienie reguły OZI można zobaczyć na podstawie zmniejszania się stałej sprzężenia w QCD wraz ze wzrostem energii (lub przeniesienia pędu ). W przypadku tłumionych kanałów OZI gluony muszą mieć wysokie $q$ ² (co najmniej tyle, ile energie masy spoczynkowej kwarków, na które się rozpadają), więc stała sprzężenia będzie wydawać się mała dla tych gluonów.

Innym wyjaśnieniem reguły OZI jest _granica dużego $Nc , w której zakłada się$ _, że liczba kolorów $Nc$ jest nieskończona. Procesy tłumione przez OZI mają wyższy stosunek wierzchołków (które mają współczynniki 1 ⁄ $N$ _c ) do niezależnych pętli fermionowych (które mają wpływ na współczynniki $N$ _c ) w porównaniu z procesami nie tłumionymi, a więc procesy te są znacznie mniej powszechne.

Dalszym przykładem są rozpady stanów wzbudzonych charmonu (stan związany kwarka powabnego i antykwarku). Dla stanów lżejszych niż naładowane mezony D rozpad musi przebiegać tak jak w powyższym przykładzie na trzy piony , z trzema wirtualnymi gluonami pośredniczącymi w oddziaływaniu, z których każdy musi mieć wystarczającą energię do wytworzenia pary kwark-antykwark.

Ale powyżej progu mezonu D oryginalne kwarki walencyjne nie muszą anihilować; mogą propagować się do stanów końcowych. W tym przypadku potrzebne są tylko dwa gluony, które dzielą energię lekkiej pary kwark-antykwark, która jest spontanicznie zarodkowana. Mają zatem niższą energię niż trzy gluony z anihilacji stłumionej przez OZI. Tłumienie wynika zarówno z mniejszych wartości stałej sprzężenia QCD przy dużych energiach, jak iz większej liczby wierzchołków interakcji.

Zobacz też

mezon J/ψ

Źródła

Marcin, BR; Shaw, G. (1997). „§6.1.1 Charmon” . Fizyka cząstek elementarnych (wyd. 2). Chichester, Wielka Brytania: John Wiley & Sons. P. 128. ISBN 0-471-92358-3 .
Griffiths, D. (2008). Wprowadzenie do cząstek elementarnych (wyd. 2). Niemcy: Wiley-VCH. §5.4.1. ISBN 978-3-527-40601-2 .