五夸克模型的研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、近兩年來,多夸克系統(tǒng)成為人們研究的熱點(diǎn)之一。其中五夸克系統(tǒng):Θ<'+>的實(shí)驗(yàn)爭論尤其熱烈。首先根據(jù)手征孤立子模型的預(yù)言,2003年LEPS實(shí)驗(yàn)組聲稱在rn→K<'+>K<'->n,反應(yīng)中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的奇異數(shù)為+1的重子共振態(tài),可衰變?yōu)楹俗雍蚄介子,衰變寬度小于25MeV,其自旋和同位旋分別為l/2和0,質(zhì)量約為1540MeV。由于奇異數(shù)為+l,其最小夸克組成為uudd 。隨后另外一些實(shí)驗(yàn)組也宣稱觀察到了此共振態(tài)。但也有一些實(shí)驗(yàn)組沒有觀測

2、到Θ<'+>。 當(dāng)前量子色動(dòng)力學(xué)(QCD)被公認(rèn)為是處理強(qiáng)相互作用的基礎(chǔ)理論,其基本自由度是夸克和膠子,在高能情況下QCD具有漸近自由的特性,可以采用微擾論的方法精確求解,對于中低能物理:由于微擾論不再適用,再加上QCD的復(fù)雜性,很難直接利用QCD理論來解具體問題,如強(qiáng)子相互作用和多夸克系統(tǒng)。所以現(xiàn)在,包括將來一段時(shí)期內(nèi),人們不得不借助于各種在量子色動(dòng)力學(xué)指導(dǎo)下的夸克模型來研究強(qiáng)相互作用系統(tǒng)。從QCD理論我們知道,夸克間的相互

3、作用一般來講是多體相互作用,普通強(qiáng)子由于夸克數(shù)少,難以反映相互作用的多體性,只有多夸克系統(tǒng),才能充分顯示多體相互作用的特點(diǎn)。因而研究多夸克系統(tǒng),可以使我們獲得更多的關(guān)于低能QCD的信息。 目前,主要的夸克模型有:口袋模型,孤立子模型和勢模型等。研究強(qiáng)相互作用和多夸克系統(tǒng)最方便和應(yīng)用最多的是勢模型。用這些模型都能較成功地描述了強(qiáng)子的性質(zhì)及強(qiáng)子相互作用。由于模型都帶有參數(shù),可以通過調(diào)節(jié)參數(shù)來符合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),因此,現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),很難對

4、現(xiàn)有的模型的有效性作出明確的判斷。為了試圖去解決這個(gè)問題,一方面,需要尋找對模型敏感的場合;另一方面,理論模型應(yīng)進(jìn)行盡可能多的定量計(jì)算,去符合現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和預(yù)言新的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。多夸克系統(tǒng)可能是一個(gè)很好的場合。各種模型,包括格點(diǎn)QCD在某些多夸克態(tài)上給出了不同的結(jié)果。 上述夸克模型都能很好地描述強(qiáng)子的性質(zhì),但是推廣到強(qiáng)子相互作用時(shí),都存在一些不足之處。如往往得不到核力的中程吸引。20世紀(jì)90年代初,由F.Wang等人,在傳統(tǒng)組分夸克

5、模型(即Glashow-Isgurr模型)基礎(chǔ)上發(fā)展了一個(gè)新的模型——夸克退定域色禁閉模型(QDCSM),在保留原來模型對強(qiáng)子性質(zhì)成功描述的基礎(chǔ)上,得到了核力的中程吸引。它考慮了夸克間的相互作用與夸克所處的狀態(tài)有關(guān),并將各種不同色結(jié)構(gòu)的耦合效應(yīng)用色屏蔽來近似。模型中另一個(gè)重要的特點(diǎn)是允許多夸克系統(tǒng)通過自身的動(dòng)力學(xué)效應(yīng)來選擇一個(gè)合理的結(jié)構(gòu)。這個(gè)模型參數(shù)少,有很強(qiáng)的預(yù)言能力。將模型應(yīng)用于核子一核子、核子一超子散射等研究,已經(jīng)取得了成功。應(yīng)用

6、于六夸克系統(tǒng),也得到了一些有意義的結(jié)果。本文就是應(yīng)用夸克退定域色屏蔽模型模型(QDCSM)來研究五夸克態(tài)。QDCSM主要用于兩個(gè)色單態(tài)結(jié)團(tuán)。本工作將QDCSM推廣到具有各種非色單態(tài)結(jié)團(tuán)的五夸克系統(tǒng)。這是本工作的創(chuàng)新之處。本文在此框架下,采用絕熱近似,對各種空間結(jié)構(gòu)的五夸克系統(tǒng)進(jìn)行定量計(jì)算。最后還考慮了各種結(jié)構(gòu)的混合。在利用重子和K介子的質(zhì)量確定模型參數(shù)后,對ud-ud-和四面體結(jié)構(gòu)我們可以得到質(zhì)量約為1540MeV的五夸克系統(tǒng),可能會(huì)存

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