Zcs(3985) egzotik mezonunun elektromanyetik form faktörlerinin incelenmesi
Investigation of electromagnetic form factors of Zcs(3985) exotic meson
Yazar: AYNUR AKBARLI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜSEYİN DAĞ
Bursa Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Fizik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Son yıllarda 50'den fazla egzotik hadronun keşfi, parçacık fiziği alanında önemli bir gelişme olarak kabul edilmiştir. Bu egzotik rezonanslar birçok deneyde tespit edilmiş ve kütleleri, bozunma genişlikleri, kuark içerikleri ve kuantum numaraları gibi fiziksel özellikleri ayrıntılı bir şekilde ölçülmüştür. Ancak, bu parçacıkların iç yapıları büyük ölçüde bilinmemektedir.
Bu tez çalışması, birçok hadronu başarıyla açıklayan ve onları mezonlar ve baryonlar olarak iki aileye ayıran kuark modelinde mevcut olmayan kuantum sayılarına sahip egzotik mezonların yapısını anlamaya ve form faktörlerinin incelenmesine odaklanmıştır. Özellikle, 2021 yılında elektron-pozitron çarpışmalarında $D^-, D_s^-$ ve $K^-$ mezonlarının üretimi $(e^+e^-\to K^+(D_s^- D^{0} + D_s^{-}D^0))$ incelenerek BESIII ekibi tarafından gözlemlenen, yüklü gizli-tılsımlı (hidden-charm), $c \bar c s \bar u$ kuark yapısına, $J^{PC}=1^{+-}$ kuantum sayısına sahip ve yaklaşık olarak $4.681\;GeV$'lik kütle, $12.8\;MeV$'lik bir bozunma genişliğindeki egzotik $Z_{cs}^+(3985)$ parçacığı örneği üzerinden ayrıntılı bir hesaplama gerçekleştirilmiştir.
Yöntem olarak üç nokta KRD toplam kuralları kullanılmış ve $Z_{cs}(3985)$ parçacığının elektromanyetik form faktörleri hesaplanmıştır. Çalışmanın sonuçları, nümerik analizlerle sunulmuştur. Ayrıca, $Z_{cs}^+(3985)$ parçacığının elektrik yük yarıçapı da hesaplanmış ve bu da parçacığın yapısının daha ayrıntılı bir şekilde anlaşılmasına katkıda bulunmuştur.
Bu çalışma, egzotik hadronların yapısına dair yeni bilgiler sunarak, KRD parçacıklarının oluşumları hakkında bilgi vermeyi amaçlamaktadır. Elde edilen bulgular, egzotik mezonların ve genel olarak hadronik yapıların daha iyi anlaşılması için önemli bir adım olarak değerlendirilebilir. Bu çalışma, kuark modelinin ötesindeki fiziksel süreçlerin keşfi ve bu süreçlerin anlaşılması için yeni yollar açabilir.
Anahtar kelimeler: KRD toplam kuralları, Egzotik mezonlar, KRD fenomenolojisi, Tetrakuarklar, Elektromanyetik form faktörleri.

Abstract:
In recent years, the discovery of more than 50 exotic hadrons has been regarded as a significant development in the field of particle physics. These exotic resonances have been detected in numerous experiments, and their physical properties, such as masses, decay widths, quark content, and quantum numbers, have been measured in detail. However, the internal structures of these particles remain largely unknown.
This thesis focuses on understanding the structure of exotic mesons, which possess quantum numbers not found in the quark model that successfully explains many hadrons and classifies them into two families: mesons and baryons. Specifically, a detailed calculation has been carried out on the example of the charged hidden-charm $Z_{cs}^+(3985)$ particle, observed by the BESIII collaboration in 2021 during electron-positron collisions through the process $(e^+e^- \to K^+(D_s^- D^{0} + D_s^{-}D^0))$. This particle has a quark structure of $c \bar c s \bar u$, quantum numbers of $J^{PC}=1^{+-}$, a mass of approximately $4.681\;GeV$, and a decay width of $12.8\;MeV$.
Three-point QCD sum rules were used as the method, and calculations were performed on the electromagnetic form factors of the $Z_{cs}(3985)$ particle. The results are presented through numerical analyses. Additionally, the electric charge radius of the $Z_{cs}^+(3985)$ particle was calculated, contributing to a more detailed understanding of the particle's structure.\\This study aims to shed light on new approaches that may go beyond the limits of current particle physics theories by providing new insights into the structure of exotic hadrons. The findings can be considered an important step toward better understanding exotic mesons and hadronic structures in general. This work may open new paths for the discovery and understanding of physical processes beyond the quark model.
Keywords: QCD sum Rules, Exotic mesons, QCD phenomenology, Tetraquarks, Electromagnetic form factors.