محاسبه انرژی بستگی و تابع موج تتراکوارک bbss با پتانسیل شبکه QCD به روش تحلیلی

چزانی شراهی, فرشته; منعم زاده, مجید; عبدلی آرانی, عباس

doi:10.22055/jrmbs.2020.15329

محاسبه انرژی بستگی و تابع موج تتراکوارک bbss با پتانسیل شبکه QCD به روش تحلیلی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی کامل

نویسندگان

گروه فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران

10.22055/jrmbs.2020.15329

چکیده

در این مقاله، تتراکوارک به عنوان حالت مقید چهار کوارکی با دو پادکوارک سنگین bb ودو کوارک سبک ss، در نظر گرفته می
شود. همچنین تتراکوارک، به عنوان یک سیستم دو جسمی متشکل از دو مزون فرض شده، که هر مزون، از یک کوارک سبک و یک پادکوارک سنگین تشکیل شده است. با توجه به سنگین بودن هر مزون، می توان از تقریب بورن-اپنهایمر استفاده نمود. بنابراین معادله شرودینگر، با جایگذاری پتانسیل bb بدست آمده از شبکه QCD، حل خواهد شد. با حل معادلات بدست آمده از معادله شرودینگر، انرژی بستگی و تابع موج تتراکوارک، برای حالت اسکالر ss بدست می آید. در نهایت مقادیر بدست آمده برای انرژی بستگی با مقادیر تعیین شده در سایر مقالات مقایسه می گردد. همچنین، با توجه به نمودارهای تابع موج این ذره، شعاع تتراکوارک تخمین زده می شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

فیزیک اطلاعات کوانتومی

عنوان مقاله [English]

The Calculate of binding energy and wave function of tetraquark bbss from lattice QCD potential with analytically approach

نویسندگان [English]

Fereshteh Chezani Sharahi
Majid Monemzadeh
Abbas Abdoli Arani

Department of Physics, Faculty of science, University of Kashan, Kashan, Iran

چکیده [English]

In this paper, Tetraquark is considered as a bound state of 4-quark systems containing two
heavy-heavy antiquarks and two light-light quarks ss. Tetraquark is also assumed as a 2-body
system consisting of two mesons; each containing a light quark and a heavy quark. BornOppenheimer approximation could be employed due to the mesons’ heavy weight. Hence, the
Schrödinger equation may be solved by replacing the ensuing potential from lattice QCD. Having
solved the equations, the binding energy and tetraquark wave function are then obtained in scalar
ss channel. Finally, obtained values for binding energy are compared with those reported in the
literature, and considering the wave function diagrams for the particle, its tetraquark radius is
estimated.

کلیدواژه‌ها [English]

Binding Energy
Tetraquark
Exotic hadrons
Wave Function
Lattice QCD

مراجع

[1] P. Bicudo, M. Cardoso, Tetraquark bound states and resonances in the unitary and microscopic triple string flip-flop quark model, the light-light-antiheavy-antiheavy case study, Physical Review D 94 094032 (2016). https://doi.org/10.1103/PhysRevD.94.094032

[2] P. Bicudo, M. Wagner, Lattice QCD signal for a bottom-bottom tetraquark Physical Review D 87 (2013) 114511. https://doi.org/10.1103/PhysRevD.87.114511

[3] V.R. Debastiani, F.S. Navarra, A non-relativistic model for the tetraquark, Chinese Physics C 43 1 (2019) 013105. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/16741137/43/1/013105

[4] A. Hosaka, T. Iijima, K. Miyabayashi, Y. Sakai, S. Yasui, Exotic hadrons with heavy flavors: X, Y, Z, and related states, Progress of Theoretical and Experimental Physics, 6 (2016) 062C01.https://doi.org/10.1093/ptep/ptw045

[5] S.L. Olsen, A new hadron spectroscopy, Frontiers of Physics, 10 2 (2015) 101401. https://doi.org/10.1007/s11467-014-0449-6

[6] A. Esposito, A.L. Guerrieri, F. Piccinini, A. Pilloni, A.D. Polosa, Four-quark hadrons: an updated review, International Journal of Modern Physics A 30 04n05 (2015) 1530002. https://doi.org/10.1142/S0217751X15300021

[7] G.K. Cheung, C.E. Thomas, J.J. Dudek, R.G. Edwards, Tetraquark operators in lattice QCD and exotic flavour states in the charm sector, Journal of High Energy Physics, 11 (2017) 33. https://doi.org/10.1007/JHEP11 (2017)033

[8] A. Ali, L. Maiani, A.V. Borisov, I. Ahmed, M.J. Aslam, A.Y. Parkhomenko, A. Rehman, A new look at the Y tetraquarks and baryons in the diquark model, European Physical Journal C 78 1 (2018) 29. https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-017-5501-6

[9] A. Peters, P. Bicudo, K. Cichy, M. Wagner, Investigation of four-quark systems using lattice QCD, Journal of Physics: Conference Series, 742 1 (2016) 012006. https://doi.org/10.1088/1742-6596/742/1/ 012006

[10] M.N. Anwar, J. Ferretti, F.K. Guo, E. Santopinto, B.S. Zou, Spectroscopy and decays of the fully-heavy tetraquarks,The European Physical Journal C78 647 (2018). https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-018 6073-9

[11] J. Vijande, E. Weissman, A. Valcarce, N. Barnea, Are there compact heavy four-quark bound states?, Physical Review D 76 (2007) 094027. https://doi.org/10.1103/PhysRevD.76.094027

[12] J. Vijande, A. Valcarce, J.M. Richard, Stability of multiquarks in a simple string model, Physical Review D 76 (2007) 114013. https://doi.org/10.1103/PhysRevD.76.114013

[13] J. Vijande, A. Valcarce, N. Barnea, Exotic meson-meson molecules and compact four-quark States, Physical Review D 79 (2009) 074010. https://doi.org/10.1103/PhysRevD.79.074010

[14] Z.S. Brown, K. Orginos, Tetraquark bound states in the heavy-light heavy-light system, Physical Review D 86 11 (2012) 114506. https://doi.org/10.1103/PhysRevD.86.114506

[15] M. Monemzadeh, N. Tazimi, P. Sadeghi, Tetraquarks as diquark–antidiquark bound systems, Physics Letters B 741 1 (2015) 124-127. https://doi.org/10.1016/j.physletb.2014. 12.001

[16] P. Bicudo, K. Cichy, A. Peters, B. Wagenbach, M.Wagner, Evidence for the existence of and the non-existence of and Tetraquarks from lattice QCD, Physical Review D 92 (2015) 014507. https://doi.org/10.1103/PhysRevD.92.014507

[17] P. Bicudo, K. Cichy, A. Peters, M. Wagner, BB interactions with static bottom quarks from Lattice QCD, Physical Review D 93 (2015) 034501. https://doi.org/10.1103/PhysRevD.93.034501

[18] L. Xue-Wen, K. Hong-Wei, D. Yi-Bing and L. Xue-Qian, Study on the structures of the four-quark states in terms of the Born-Oppenheimer approximation, Chinese physics C 39 8 (2015) 083103. https://doi.org/10.1088/1674-1137/ 39/8/083103

[19] E. Braaten, C. Langmack, D.H. Smith, Born-Oppenheimer Approximation for the XY Z Mesons, Physical Review D 90 (2014) 014044. https://doi.org/10.1103/PhysRevD.90.014044

[20] M.R. Shojaei, A.A. Rajabi, hypercentral constituent quark model and the hyperfine dependence potential, Iranian Journal of Pharmaceutical Research 7 2 (2007). COI: JR_PSI-7-2_008

[21] Y. Ikeda, The Tetraquark Candidate Z_c(3900) from Dynamical Lattice QCD Simulations, Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics 45 2 (2018) 024002. https://doi.org/10.1088/1361-6471/aa9afd

[22] F. Chezani Sharahi, M. Monemzadeh, A. Abdoli Arani, The binding energy and wave function of tetraquark from lattice QCD potential, The Eighth Conference on Particle and Fields Physics, Shahid Beheshti University, Tehran, (2018) 62-65. http://psi.ir/farsi.asp? page=particles8

[23] Sh. Naderalasli, Investigation of Binding Energy and the potential in heavy hadrons, Thesis of master of physics, University of Kashan (2015).

[24] P. Sadeghi Alavijeh, Investigation of binding energy of four heavy hidden-charm quarks, Thesis of master of physics, University of Kashan (2013).