arXiv 2407.178182024-07hep-phhep-ex

强相互作用中 $ψ(4040)$、$ψ(4160)$ 和 $ψ(4415)$ 介子的产生

Production of $ψ(4040)$, $ψ(4160)$, and $ψ(4415)$ mesons in strong interactions

Sheng-Nan Xu, Xiao-Ming Xu

备注：: 64 pages, 29 figures, 9 tables; discussions added
发表信息：: Chin. Phys. C 49 (2025) 024103
DOI：: 10.1088/1674-1137/ad9895

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AI总结：

通过粲奇异介子与开粲介子的非弹性散射，研究强子物质中 ψ(4040)、ψ(4160) 和 ψ(4415) 的产生，发现数密度依次递减。

摘要：

利用大型强子对撞机 Pb-Pb 碰撞产生的强子物质中，粲奇异介子与开粲介子的非弹性散射，我们研究了 $ψ(4040)$、$ψ(4160)$ 和 $ψ(4415)$ 介子的产生。建立了非弹性散射的主速率方程。散射由不同介子中所有组成夸克对之间的色相互作用伴随的夸克交换引起。我们考虑了粲奇异介子与开粲介子之间的五十一种反应。反应的非极化截面由温度相关的夸克间势获得。截面的温度依赖性导致这些反应对 $ψ(4040)$、$ψ(4160)$ 和 $ψ(4415)$ 产生的贡献在强子物质演化过程中随温度降低而变化。对于 $\sqrt{s_{NN}}=5.02$ TeV 的中心 Pb-Pb 碰撞，主速率方程揭示 $ψ(4040)$ 数密度大于 $ψ(4160)$ 数密度，后者大于 $ψ(4415)$ 数密度。

英文摘要：

Using the inelastic scattering of charmed strange mesons by open-charm mesons in hadronic matter produced in Pb-Pb collisions at the Large Hadron Collider, we study the production of $ψ(4040)$, $ψ(4160)$, and $ψ(4415)$ mesons. Master rate equations are established for inelastic scattering. The scattering is caused by quark interchange in association with color interactions between all constituent pairs in different mesons. We consider fifty-one reactions between charmed strange and open-charm mesons. Unpolarized cross sections for the reactions are obtained from a temperature-dependent interquark potential. The temperature dependence of the cross sections causes the contributions of the reactions to the production of $ψ(4040)$, $ψ(4160)$, and $ψ(4415)$ to change with decreasing temperature during the evolution of hadronic matter. For central Pb-Pb collisions at $\sqrt{s_{NN}}=5.02$ TeV, the master rate equations reveal that the $ψ(4040)$ number density is larger than the $ψ(4160)$ number density which is larger than the $ψ(4415)$ number density.

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