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arXiv 2606.03411hep-ph
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$\Lambda^+_c \to K^- \pi^+ p$ 衰变中 $\Delta(1232)^{++}$ 产生的末态重散射机制

Final-state rescattering mechanism of the $Δ(1232)^{++}$ production in $Λ^+_c \to K^- π^+ p$ decay

Qufu Normal University(曲阜师范大学);Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院近代物理研究所);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学);Tianjin University(天津大学)

Zu-Xin Cai, Cheng Chen, Si-Wei Liu, Xiang Wei, Gang Li, Xiao-Hai Liu, Ju-Jun Xie

AI总结:

研究粲重子弱衰变 $\Lambda^+_c \to K^- \pi^+ p$ 中通过 $\pi^+ p$ 末态重散射产生 $\Delta(1232)^{++}$ 共振的机制,采用三角形圈图计算,并给出分支比约 0.5,与实验存在差异。

摘要:

我们研究了粲重子弱衰变 $\Lambda^+_c \to K^- \pi^+ p$ 中 $\Delta(1232)^{++}$ 共振的产生,重点关注 $\pi^+ p$ 末态重散射机制。直接 $W^+$ 交换图预期被压低,因此我们采用 $W^+$ 内部发射过程 $\Lambda^+_c \to p \bar K^{*0}(892)$ 随后 $\bar{K}^{*0} \to K^- \pi^+$ 衰变作为末态粒子的主要来源。然后通过三角形圈机制中的 $\pi^+ p$ 重散射产生 $\Delta(1232)^{++}$ 共振。我们的计算同时包含了树图级的 $\bar K^{*0}(892)$ 和由 $S$ 波 $K \pi$ 末态相互作用动态产生的 $\bar{K}^*_0(700)$ 态。我们发现,我们的理论结果能够分别再现 $\bar{K}^*_0(700)$ 和 $\bar{K}^{*0}(892)$ 在 $K^- \pi^+$ 不变质量分布中的凸起和峰结构。同时,$\pi^+ p$ 不变质量分布中 $\Delta(1232)^{++}$ 的峰也得到了很好的描述。$\Delta(1232)^{++}$ 信号自然地来自重散射效应,采用 $\Delta(1232)$ 共振的极点参数可以改进对实验数据的描述。此外,我们得到分支比 $\mathcal{B}[\Lambda_c^+ \to \Delta(1232)^{++} K^-] / \mathcal{B}[\Lambda_c^+ \to p \bar{K}^{*0}(892)] \approx 0.5$,低于实验测量值。这一差异表明干涉效应在此衰变过程中可能很重要。未来的高精度测量将进一步验证所提出的重散射机制。

英文摘要:

We investigate the production of the $Δ(1232)^{++}$ resonance in the charmed baryon weak decay $Λ^+_c \to K^- π^+ p$, focusing on the $π^+ p$ final-state rescattering mechanism. The direct $W^+$ exchange diagram is expected to be suppressed, hence we adopt the $W^+$ internal emission process $Λ^+_c \to p \bar K^{*0}(892)$ followed by the subsequent decay $\bar{K}^{*0} \to K^- π^+$ as the dominant source of the final state particles. The $Δ(1232)^{++}$ resonance is then generated via $π^+ p$ rescattering within a triangle loop mechanism. Our calculations incorporate both the tree-level $\bar K^{*0}(892)$ and the dynamically generated $\bar{K}^*_0(700)$ state arising from the $S$-wave $K π$ final state interaction. We find that our theoretical results can reproduce the bump and peak structures in the $K^- π^+$ invariant mass distributions for the $\bar{K}^*_0(700)$ and $\bar{K}^{*0}(892)$, respectively. Meanwhile, the peak for the $Δ(1232)^{++}$ in the $π^+ p$ invariant mass distributions is also well described. The $Δ(1232)^{++}$ signal naturally emerges from rescattering effects, and adopting the pole parameters of $Δ(1232)$ resonance yields an improved description of the experimental data. In addition, we obtain a branching fraction ratio $\mathcal{B}[Λ_c^+ \to Δ(1232)^{++} K^-] / \mathcal{B}[Λ_c^+ \to p \bar{K}^{*0}(892)] \approx 0.5$, which is lower than the experimentally measured value. This discrepancy suggests that interference effects are likely significant in this decay process. Future high-precision measurements will further verify the proposed rescattering mechanism.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

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