Published October 1999 | Version v1
Journal article

Energies and stability of four-particle mesonic molecules

Creators

  • 1. Nauchno-Issledovatel'skij Inst. Fiziki Sankt-Peterburgskogo Gosudarstvennogo Univ., Sankt-Peterburg (Russian Federation)

Description

The energies and the stability of the four-particle Coulomb mesonic molecules (quadrions) are investigated in their dependence on the particles masses. It is found from the dependence of the energies of two kinds of symmetric quadrions X+X+Y-Y- and X+Y+X-Y- on the particles masses that the high-symmetric positronium molecule e+e+e-e- plas the role of a standard in the theory of four-particle Coulomb systems. Its energy determines the energies of all quadrions with an error of the fourth order only in the spread of the values of the particles masses. The analytical formulas are constructed for the energies of the symmetric mesonic molecules X+X+Y-Y- and X+Y+X-Y- with arbitrary particles masses based on their calculated energy values and on the rule determining the behaviour of the energy under inversion of the particles masses ratio. Using these formulas the following energy values E (in Hartree's atomic units) for six symmetric mesonic molecules are calculated: K+K+e-e-, E = -1.15985; π+π+e-e-, E = -1.14572; μ+μ+e-e-, E = -1.14098; K+K+μ-μ-, E = -179.76; K+K+π-π-. E = -223.22; d+d+p-p-, E = -1269.3. It is shown that all symmetric quadrions X+X+Y-Y- are stable with respect to dissociation. The upper bounds of the energies of asymmetric quadrions are constructed based on the energy values of the symmetric ones. It is shown that out of all 406 quadrions consisting of electrons, muons, pions, kaons, protons, deuterons, tritons and their antiparticles, 92 asymmetric mesonic molecules are definitely stable with respect to dissociation, in addition to the 28 stable symmetric quadrions X+X+Y-Y-

Abstract (Russian)

Исследуются энергии и устойчивость четырехчастичных кулоновских мезомолекул (квадрионов) в зависимости от масс частиц. На основе анализа зависимости энергии симметричных квадрионов двух типов (X+X+Y-Y- и X+Y+X-Y-) от масс частиц установлено особое место высокосимметричной молекулы позитрония e+e+e-e- как эталона в теории четырехчастичных кулоновских систем: ее энергия определяет энергии всех квадрионов с точностью до величин четвертого порядка малости относительно разброса значений масс частиц. С учетом рассчетных данных об энергии квадрионов и закона ее преобразования при инверсии отношения масс частиц построены аналитические формулы, определяющие энергии симметричных мезомолекул X+X+Y-Y- и X+Y+X-Y- с произвольными массами частиц. С их помощью вычислены энергии Е шести еще не рассчитанных симметричных мезомолекул: K+K+e-e-, E -1.15985; π+π+e-e-, E = -1.14572; μ+μ+e-e-, E = -1.14098; K+K+μ-μ-, E = -179.76; K+K+π-π-. E = -223.22; d+d+p-p-, E = -1269.3 а.е. Хартри. Показано, что все симметричные квадрионы типа X+X+Y-Y- устойчивы относительно диссоциации. Построены верхние границы энергии асимметричных квадрионов, основанные на значениях энергии симметричных квадрионов. Установлено, что из числа всех 406 квадрионов, которые можно составить из электронов, мюонов, пионов, каонов, протонов, дейтронов, тритонов и их античастиц, заведомо устойчивыми относительно диссоциации являются наряду с 28 симметричными квадрионами типа X+X+Y-Y- 92 асимметричные мезомолекулы

Additional details

Additional titles

Original title (Russian)
Энергии и устойчивость четырехчастичных мезомолекул

Publishing Information

Journal Title
Yadernaya Fizika
Journal Volume
62
Journal Issue
10
Journal Page Range
p. 1749-1762
ISSN
0044-0027
CODEN
IDFZA7

Optional Information

Notes
26 refs., 1 fig., 3 tabs.