La règle d'Okubo-Zweig-Iizuka (OZI) est une conséquence de la chromodynamique quantique (QCD) qui explique pourquoi certains canaux de désintégration apparaissent moins fréquemment que prévu. Elle a été proposée indépendamment par Susumu Okubo, George Zweig et Jugoro Iizuka dans les années 1960. Elle stipule que tout processus provenant de l'interaction forte sera supprimé si, par la seule élimination des lignes internes de gluons, son diagramme de Feynman peut être séparé en deux diagrammes disjoints : l'un contenant toutes les particules de l'état initial et l'autre toutes les particules de l'état final.
Un exemple de désintégration ainsi supprimée est celle du méson Phi en pions : On pourrait s'attendre à ce que ce mode de désintégration soit prédominant par rapport à d'autres modes tels que dont la chaleur de réaction est beaucoup plus faible. En réalité, on observe que φ se désintègre en kaons dans 84 % des cas, ce qui suggère que la voie de désintégration vers les pions est supprimée.
L'explication de la règle OZI réside dans la diminution de la constante de couplage en QCD avec l'augmentation de l'énergie (ou du transfert d'impulsion ). Pour les canaux supprimés par la règle d'OZI, les gluons doivent avoir un 2 élevé (au moins égal à l'énergie de masse au repos des quarks en lesquels ils se désintègrent), et la constante de couplage apparaîtra donc faible pour ces gluons.
Une autre explication de la règle OZI provient de la limite des grands , où le nombre de couleurs est supposé infini. Les processus supprimés par la règle OZI ont un plus grand ratio du nombre de vertex (qui contribuent à des facteurs de ) sur le nombre de boucles de fermions indépendantes (qui contribuent à des facteurs de ) par rapport aux processus non supprimés, et donc ces processus sont beaucoup moins courants.
Un autre exemple est fourni par la désintégration des états excités du charmonium (état lié d'un quark et d'un antiquark charm). Pour les états plus légers que les mésons D chargés, la désintégration se déroule comme dans l'exemple précédent, produisant trois pions. L'interaction se fait par l'intermédiaire de trois gluons virtuels, chacun possédant une énergie suffisante pour former une paire quark-antiquark.
Au-delà du seuil du méson D, les quarks de valence initiaux ne s'annihilent pas nécessairement ; ils peuvent se propager dans les états finaux. Dans ce cas, seuls deux gluons sont requis, partageant l'énergie de la paire quark-antiquark légère créée spontanément. Leur énergie est donc inférieure à celle des trois gluons de l'annihilation supprimée par l'interaction OZI. Cette suppression résulte à la fois des valeurs plus faibles de la constante de couplage QCD aux hautes énergies et du plus grand nombre de vertex d'interaction.
Références
Voir aussi Articles connexes Méson J/ψ
Bibliographie
Catégorie:Chromodynamique quantique