Radiative decay and axial-vector decay behaviors of octet pentaquark states

In this work, we systematically calculate transition magnetic moments, radiative decay widths, and axial-vector coupling constants of octet hidden-charm molecular pentaquark states with different flavor representations in constituent quark model. We discuss the relations between transition magnetic moments and decay widths for pentaquark states. For octet pentaquark states with the <a:math xmlns:a="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><a:msub><a:mn>8</a:mn><a:mrow><a:mn>1</a:mn><a:mi>f</a:mi></a:mrow></a:msub></a:math> and <c:math xmlns:c="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><c:msub><c:mn>8</c:mn><c:mrow><c:mn>2</c:mn><c:mi>f</c:mi></c:mrow></c:msub></c:math> flavor representations, decay widths of the processes <e:math xmlns:e="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><e:mrow><e:msub><e:mrow><e:mi>P</e:mi></e:mrow><e:mrow><e:mi>ψ</e:mi></e:mrow></e:msub><e:mo stretchy="false">|</e:mo><e:msup><e:mrow><e:mfrac><e:mrow><e:mn>3</e:mn></e:mrow><e:mrow><e:mn>2</e:mn></e:mrow></e:mfrac></e:mrow><e:mrow><e:mo>−</e:mo></e:mrow></e:msup><e:msub><e:mrow><e:mo stretchy="false">⟩</e:mo></e:mrow><e:mrow><e:mo stretchy="false">(</e:mo><e:msup><e:mrow><e:mfrac><e:mrow><e:mn>1</e:mn></e:mrow><e:mrow><e:mn>2</e:mn></e:mrow></e:mfrac></e:mrow><e:mrow><e:mo>+</e:mo></e:mrow></e:msup><e:mo stretchy="false">⊗</e:mo><e:msup><e:mrow><e:mn>1</e:mn></e:mrow><e:mrow><e:mo>−</e:mo></e:mrow></e:msup><e:mo stretchy="false">)</e:mo></e:mrow></e:msub><e:mo stretchy="false">→</e:mo><e:msub><e:mrow><e:mi>P</e:mi></e:mrow><e:mrow><e:mi>ψ</e:mi></e:mrow></e:msub><e:mo stretchy="false">|</e:mo><e:msup><e:mrow><e:mfrac><e:mrow><e:mn>1</e:mn></e:mrow><e:mrow><e:mn>2</e:mn></e:mrow></e:mfrac></e:mrow><e:mrow><e:mo>−</e:mo></e:mrow></e:msup><e:msub><e:mrow><e:mo stretchy="false">⟩</e:mo></e:mrow><e:mrow><e:mo stretchy="false">(</e:mo><e:msup><e:mrow><e:mfrac><e:mrow><e:mn>1</e:mn></e:mrow><e:mrow><e:mn>2</e:mn></e:mrow></e:mfrac></e:mrow><e:mrow><e:mo>+</e:mo></e:mrow></e:msup><e:mo stretchy="false">⊗</e:mo><e:msup><e:mrow><e:mn>0</e:mn></e:mrow><e:mrow><e:mo>−</e:mo></e:mrow></e:msup><e:mo stretchy="false">)</e:mo></e:mrow></e:msub><e:mi>γ</e:mi></e:mrow></e:math> and <r:math xmlns:r="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><r:mrow><r:msub><r:mrow><r:mi>P</r:mi></r:mrow><r:mrow><r:mi>ψ</r:mi></r:mrow></r:msub><r:mo stretchy="false">|</r:mo><r:msup><r:mrow><r:mfrac><r:mrow><r:mn>1</r:mn></r:mrow><r:mrow><r:mn>2</r:mn></r:mrow></r:mfrac></r:mrow><r:mrow><r:mo>−</r:mo></r:mrow></r:msup><r:msub><r:mrow><r:mo stretchy="false">⟩</r:mo></r:mrow><r:mrow><r:mo stretchy="false">(</r:mo><r:msup><r:mrow><r:mfrac><r:mrow><r:mn>1</r:mn></r:mrow><r:mrow><r:mn>2</r:mn></r:mrow></r:mfrac></r:mrow><r:mrow><r:mo>+</r:mo></r:mrow></r:msup><r:mo stretchy="false">⊗</r:mo><r:msup><r:mrow><r:mn>1</r:mn></r:mrow><r:mrow><r:mo>−</r:mo></r:mrow></r:msup><r:mo stretchy="false">)</r:mo></r:mrow></r:msub><r:mo stretchy="false">→</r:mo><r:msub><r:mrow><r:mi>P</r:mi></r:mrow><r:mrow><r:mi>ψ</r:mi></r:mrow></r:msub><r:mo stretchy="false">|</r:mo><r:msup><r:mrow><r:mfrac><r:mrow><r:mn>1</r:mn></r:mrow><r:mrow><r:mn>2</r:mn></r:mrow></r:mfrac></r:mrow><r:mrow><r:mo>−</r:mo></r:mrow></r:msup><r:msub><r:mrow><r:mo stretchy="false">⟩</r:mo></r:mrow><r:mrow><r:mo stretchy="false">(</r:mo><r:msup><r:mrow><r:mfrac><r:mrow><r:mn>1</r:mn></r:mrow><r:mrow><r:mn>2</r:mn></r:mrow></r:mfrac></r:mrow><r:mrow><r:mo>+</r:mo></r:mrow></r:msup><r:mo stretchy="false">⊗</r:mo><r:msup><r:mrow><r:mn>0</r:mn></r:mrow><r:mrow><r:mo>−</r:mo></r:mrow></r:msup><r:mo stretchy="false">)</r:mo></r:mrow></r:msub><r:mi>γ</r:mi></r:mrow></r:math> are quite close, and decay widths of the <eb:math xmlns:eb="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"><eb:mrow><eb:msub><eb:mrow><eb:mi>P</eb:mi></eb:mrow><eb:mrow><eb:mi>ψ</eb:mi></eb:mrow></eb:msub><eb:mo stretchy="false">|</eb:mo><eb:msup><eb:mrow><eb:mfrac><eb:mrow><eb:mn>3</eb:mn></eb:mrow><eb:mrow><eb:mn>2</eb:mn></eb:mrow></eb:mfrac></eb:mrow><eb:mrow><eb:mo>−</eb:mo></eb:mrow></eb:msup><eb:msub><eb:mrow><eb:mo stretchy="false">⟩</eb:mo></eb:mrow><eb:mrow><eb:mo stretchy="false">(</eb:mo><eb:msup><eb:mrow><eb:mfrac><eb:mrow><eb:mn>1</eb:mn></eb:mrow><eb:mrow><eb:mn>2</eb:mn></eb:mrow></eb:mfrac></eb:mrow><eb:mrow><eb:mo>+</eb:mo></eb:mrow></eb:msup><eb:mo stretchy="false">⊗</eb:mo><eb:msup><eb:mrow><eb:mn>1</eb:mn></eb:mrow><eb:mrow><eb:mo>−</eb:mo></eb:mrow></eb:msup><eb:mo stretchy="false">)</eb:mo></eb:mrow></eb:msub><eb:mo stretchy="false">→</eb:mo><eb:msub><eb:mrow><eb:mi>P</eb:mi></eb:mrow><eb:mrow><eb:mi>ψ</eb:mi></eb:mrow></eb:msub><eb:mo stretchy="false">|</eb:mo><eb:msup><eb:mrow><eb:mfrac><eb:mrow><eb:mn>1</eb:mn></eb:mrow><eb:mrow><eb:mn>2</eb:mn></eb:mrow></eb:mfrac></eb:mrow><eb:mrow><eb:mo>−</eb:mo></eb:mrow></eb:msup><eb:msub><eb:mrow><eb:mo stretchy="false">⟩</eb:mo></eb:mrow><eb:mrow><eb:mo stretchy="false">(</eb:mo><eb:msup><eb:mrow><eb:mfrac><eb:mrow><eb:mn>1</eb:mn></eb:mrow><eb:mrow><eb:mn>2</eb:mn></eb:mrow></eb:mfrac></eb:mrow><eb:mrow><eb:mo>+</eb:mo></eb:mrow></eb:msup><eb:mo stretchy="false">⊗</eb:mo><eb:msup><eb:mrow><eb:mn>1</eb:mn></eb:mrow><eb:mrow><eb:mo>−</eb:mo></eb:mrow></eb:msup><eb:mo stretchy="false">)</eb:mo></eb:mrow></eb:msub><eb:mi>γ</eb:mi></eb:mrow></eb:math> process are close to zero, and we notice that the axial-vector coupling constants of the pentaquark states are generally smaller than that of the nucleon. Published by the American Physical Society 2024