Unified study of hyperon semileptonic decays in a relativistic three-quark model
University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Ningbo University（宁波大学）；Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院近代物理研究所）；Tsinghua University（清华大学）
Ru-Hui Ni, Zhen-Yang Wang, Jia-Jun Wu, Bing-Song Zou
备注：
33 pages, 5 figures. Baryon wave functions now include configuration mixing; decay widths and angular observables have been added. Main conclusions unchanged
我们利用相对论三夸克模型（R3QM）对基态八重态超子的半轻子衰变进行了统一的理论研究。我们方法的一个关键创新在于，所有重子波函数均通过半相对论势模型拟合重子质量谱确定，从而无需自由参数即可预言弱跃迁振幅。使用相同的波函数，我们计算了八重道道的分支比和轻子普适性比。计算值与现有实验数据一致，并为实验信息有限的道道提供了预言。我们进一步计算了完整的八重态跃迁形状因子集，无需任何额外自由参数，从而可以在速率观测量之外检验弱流。在测量良好的$\Lambda \to p \ell^-\bar{\nu}_\ell$道中，计算的前导矢量及轴矢量形状因子$f_1(0)$和$g_1(0)$与近期格点QCD结果吻合良好，且$g_1/f_1$比值与BESIII最新测量一致。除前导矢量和轴矢量项外，完整的形状因子集分离了弱磁、第二类以及部分守恒轴流（PCAC）关系相关的极点贡献。与格点QCD结果相比，弱磁项$f_2$显示出最清晰的道依赖性，其在某些道中的较小值可能指向未被纯$qqq$价成分完全饱和的横向流强度。这项工作为将八重态超子弱形状因子与夸克层次的重子自旋-味道及空间结构联系起来提供了框架，并为未来超子半轻子衰变测量提供了可检验的弱流观测量。
英文摘要：
We present a unified theoretical study of semileptonic decays of ground state octet hyperons using the relativistic three-quark model (R3QM). A key innovation of our approach is that all baryon wave functions are determined by fitting the baryon mass spectrum with a semirelativistic potential model, leading to predictions for weak transition amplitudes without free parameters. Adopting these wave functions, we calculate the decay widths, branching fractions, lepton flavor universality ratios, as well as the angular correlation and spin asymmetry parameters for the octet channels. The calculated values agree with the available experimental data and give predictions for channels with limited experimental information. We further compute the complete set of octet transition form factors without any additional free parameters, so that the weak current can be examined beyond the rate observables. In the well measured $Λ\to p \ell^-\barν_\ell$ channel, the calculated leading vector and axial-vector form factors, $f_1(0)$ and $g_1(0)$, agree well with recent lattice QCD results, and the $g_1/f_1$ ratio is consistent with recent BESIII measurements. Beyond the leading vector and axial-vector terms, the complete form factor set separates the weak magnetism, second class, and the pole contribution associated with the partially conserved axial current (PCAC) relation. The weak magnetism term $f_2$ shows the clearest channel dependence compared with lattice QCD results, and its smaller values in some channels may point to transverse current strength not fully saturated by pure $qqq$ valence components. This work provides a framework for connecting octet hyperon weak form factors to the spin--flavor and spatial structure of baryons at the quark level, and gives testable weak current observables for future hyperon semileptonic decay measurements.
Radiative corrections to the semileptonic Dalitz plot with angular correlation between polarized decaying and emitted hyperons: effects of the four-body region
Precise nondivergent analytic formulas for the radiative corrections to the beta energy spectrum in hyperon semileptonic decays over the entire Dalitz plot
Semileptonic Hyperon Decays on the Lattice: an Exploratory Study
我们提出了一个探索性的晶格研究的矢量形状因子$f_1(q^2 = 0)$相关的半轻子超子衰变$Σ^{-} --> n l ν$的初步结果。本研究基于用于提取衰变$K^0 --> π^{-} l ν$的$f^+(0)$的相同方法。本研究的主要目的是测试超子形状因子的方法，以估计可以达到的精度和SU（3）破缺效应的重要性。
New physics in $s\to d$ semileptonic transitions: rare hyperon vs. kaon decays
我们研究了稀有超子衰变对探测$s\to dν\barν$和$s\to d\ell^+\ell^-$跃迁中短程结构的潜力。利用重子手征微扰理论中确定的形状因子，可以可靠地预言超子衰变为中微子（$B_1\to B_2ν\barν$）。它们的衰变率对不同的短程算符很敏感，与它们的K介子对应物相比，相应的分支分数在标准模型的$10^{-14}\sim10^{-13}$范围内。在低能量有效理论的背景下，我们发现，预期的BESIII测量的$B_1\to B_2ν\barν$衰变将导致新的物理约束在纯轴向矢量$\bar d γ_μγ_5 s$电流比目前的限制，从他们的K介子兄弟$K\to ππν\barν$。另一方面，虽然超子衰变为带电轻子的过程主要是由长距离强子贡献决定的，但角向观测，如轻子的前后不对称性，对长距离和短距离贡献之间的干扰很敏感。我们讨论了新的物理的一个潜在的测量的灵敏度，这个可观察的比较，在K介子衰变$K_L\toμ^+μ^-$和$K^+\toπ^+μ^+μ^-$的可观察的。我们的结论是，目前的K介子界限是几个数量级优于那些可以从$Σ^+\to pμ^+μ^-$，除了两个方案与新的物理在$(\bar d γ^μs)(\bar\ellγ_μγ_5\ell)$和$(\bar d γ^μγ_5s)(\bar\ellγ_μ\ell)$电流。最后，我们指出，从重整化群演化的循环效应是重要…
Electroweak Transitions of Hyperons and Charmed Baryons: Opportunities and Prospects
Uppsala University（乌普萨拉大学）；National Centre for Nuclear Research（国家核研究中心）；University of Cyprus（塞浦路斯大学）；The Cyprus Institute（塞浦路斯研究所）；Institute of High Energy Physics（高能物理研究所）；Lund University（隆德大学）；École Polytechnique Fédérale de Lausanne（洛桑联邦理工学院）；University of Graz（格拉茨大学）
The effect of spin oscillation of relativistic particles passing through substance and the possibility of the constituent quark rescattering observation at omega-hyperon - proton collision
Semileptonic decays of heavy baryons in the relativistic quark model
在重夸克-轻双夸克近似下，研究了由一个重夸克（Q=b，c）和两个轻夸克（q=u，d，s）组成的重子的半轻子衰变.在组分夸克模型中，利用相对论准势方程计算了双夸克和重子的质量和波函数。弱跃迁矩阵元由重子波函数的重叠积分表示。Isgur-Wise函数在整个可达运动学范围内确定。利用重夸克1/mQ展开计算了唯一的半轻子衰变率和不同的不对称性。评估的Lambda_b -> Lambda_c l nu衰变率与其实验值一致。
Relativistic description of semileptonic decays of heavy baryons
在重夸克-轻双夸克近似下，研究了由一个重夸克（Q=b，c）和两个轻夸克（q=u，d，s）组成的重子的半轻子衰变.在组分夸克模型中，用相对论准势方程计算了双夸克和重子的质量和波函数。弱跃迁矩阵元由重子波函数的重叠积分表示。Isgur-Wise函数是在整个可达运动学范围内确定的。用重夸克1/mQ展开计算了唯一的半轻子衰变率。评估的Lambda_b -> Lambda_c l nu衰变率与其实验值一致。
