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ハドロン動力学による$$P_c$$ペンタクォークの質量スペクトル

The Mass spectrum of $$P_c$$ pentaquarks in hadron dynamics

山口 康宏

Yamaguchi, Yasuhiro

近年、$$cbar{c}$$成分を含むと思われるハドロン状態の発見報告が実験研究より相次いで行われている。それら状態は通常のハドロン描像(3クォーク状態のバリオンとクォーク-反クォークのメソン)では説明できず、多クォークからなるエキゾチックハドロンであると考えられている。本稿ではLHCb実験にて報告されたペンタクォーク・$$P_c$$状態に着目し、チャームメソン($$bar{D}$$, $$bar{D}^ast$$)とチャームバリオン($$Lambda_c$$, $$Sigma_c$$, $$Sigma_c^{ast}$$)からなるハドロン分子状態とした理論解析を行う。そこではハドロン間相互作用として、長距離力である$$pi$$交換力、そしてコンパクトな5クォーク状態とハドロン分子が結合することから導かれた近距離力・$$5q$$ポテンシャルを導入し、ハドロン分子共鳴の質量と崩壊幅の予言が行われた。その結果、LHCbの$$P_c$$の性質と一致するものが得られ、加えて新たな共鳴状態の予言も行われた。また、得られた共鳴状態に対し、導入した相互作用の役割が議論され、$$P_c$$状態のエネルギー準位構造に$$5q$$ポテンシャルが支配的に働き、一方で崩壊幅の生成に$$pi$$交換力のテンソル項が重要な役割を担っていることが明らかとなった。

Recently exotic hadrons including a $$cbar{c}$$ component have been reported in experimental researches. The exotic states cannot be explained by the ordinary hadron picture, namely a baryon as a three-quark state, and a meson as a quark-antiquark state, while a multiquark component would be dominated in their structure. We investigate the $$P_c$$ pentaquarks reported by LHCb as a $$bar{D}^{(*)}Lambda_c-bar{D}^{(*)}Sigma_c^{(*)}$$ hadronic molecule coupling to a $$qqqcbar{c}$$ compact core. The coupling to the core plays an short-range interaction ($$5q$$ potential) generating an attraction. In addition, the one pion exchange potential (OPEP) as a long-range interaction is introduced. Our model can consistently explain the masses and widths of the $$P_c$$ states reported by LHCb in 2019. The role of the interactions employed is investigated, and we find that the structure of the energy level is determined by the $$5q$$ potential, while the decay width by the tensor term of the OPEP.

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