重新思考 $P_c(4457)^+$ 作为 $P_ψ^{Δ^+}(4457)$ 同位旋四重态 $\ar{D}^* Σ_c$ 分子态
Rethinking the $P_c(4457)^+$ as the $P_ψ^{Δ^+}(4457)$ isoquartet $\bar{D}^* Σ_c$ molecule
AI总结:
本文提出将 $P_c(4457)^+$ 重新解释为 $I=\ frac{3}{2}$ 的 $\ar{D}^* Σ_c$ 分子态,从而改变隐粲五夸克谱的束缚态数目,并解释部分分子伙伴未被观测到的原因。
摘要:
$P_{c}(4312)$、$P_c(4440)$ 和 $P_c(4457)$ 五夸克态的本质是一个引人入胜的理论问题。在分子态图像中,它们更常见的解释是 $I=\ frac{1}{2}$ 的 $\ar{D} Σ_c$ 和 $\ar{D}^* Σ_c$ 束缚态。本文主张将 $P_c(4457)$ 五夸克态解释为 $I=\ frac{3}{2}$ 的 $\ar{D}^* Σ_c$ 束缚态(自旋 $J=\ frac{1}{2}$)。由于同位旋对称性破缺效应,在这种认定下,$P_c(4457)^+$ 到 $J/ψp$ 的部分衰变宽度将与 $P_{c}(4312)^+$ 和 $P_c(4440)^+$ 处于同一数量级,这与 $I=\ frac{1}{2}$ 方案中显著更大的部分衰变宽度形成对比。由此将得到一个不同的隐粲分子五夸克态谱,其中只有四个或五个 $P_ψ^N$ 束缚态,而不是通常的七个,这可能解释了为什么预测的 $P_c(4312)$ 和 $P_c(4440)$ 的 $J=\ frac{1}{2}$ 和 $\ frac{3}{2}$($I=\ frac{1}{2}$)$\ar{D}^* Σ_c^*$ 分子伙伴尚未被观测到。
英文摘要:
The nature of the $P_{c}(4312)$, $P_c(4440)$ and $P_c(4457)$ pentaquarks is a fascinating theoretical question. Within the molecular picture their more usual interpretation is that of $I=\tfrac{1}{2}$ $\bar{D} Σ_c$ and $\bar{D}^* Σ_c$ bound states. Here we argue in favor of interpreting the $P_c(4457)$ pentaquark as a $I=\tfrac{3}{2}$ $\bar{D}^* Σ_c$ bound state (with spin $J=\tfrac{1}{2}$) instead. Owing to isospin symmetry breaking effects, with this identification the partial decay width of the $P_c(4457)^+$ into $J/ψp$ will be of the same order of magnitude as the $P_{c}(4312)^+$ and $P_c(4440)^+$, in contrast with the considerably larger partial decay width in the $I=\tfrac{1}{2}$ scenario. In turn, this leads to a different hidden-charm molecular pentaquark spectrum, in which there are only four or five $P_ψ^N$ bound states instead of the usual seven, which might explain why the predicted $J=\tfrac{1}{2}$ and $\tfrac{3}{2}$ ($I=\tfrac{1}{2}$) $\bar{D}^* Σ_c^*$ molecular partners of the $P_c(4312)$ and $P_c(4440)$ have not been observed.
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