重子Σ与重味介子D的相互作用

发布时间：2020-04-25 08:34

【摘要】：了解重子共振态的结构和动力来源一直是强子物理世界里的一个热点话题。从夸克层次上利用手征SU(3)夸克模型和扩展手征SU(3)夸克模型研究低能重子-介子的相互作用已经取得了令人鼓舞的成绩。本文利用这两个模型(三组参数)采用共振群的方法对重子Σ与含重味介子D的相互作用进行动力学研究,包括14组可能量子数的Σ~*D、Σ~*D~*和ΣD、ΣD~*系统。首先,对不同的自旋和同位旋八种组合下的Σ~*D和Σ~*D~*系统的相互作用进行研究。研究发现所有系统内部中程相互作用表现为吸引力,该引力主要来自于σ介子的交换。通过求解共振群束缚态方程,我们得到6个束缚态。当同位旋I=1/2时在手征SU(3)夸克模型(参数I)中,系统(Σ~*D)_(3/2)能形成弱束缚态,相应的束缚能为-2.59 MeV;当I=1/2时(Σ~*D~*)_(5/2)在两个模型的三组参数下都可以形成束缚态,相应束缚能分别为-8.85 MeV、-5.11 MeV和-10.62 MeV;I=3/2时(Σ~*D~*)_(1/2)在扩展手征SU(3)夸克模型(参数II和III)的两组参数下都可以形成束缚态,相应束缚能分别为-2.14 MeV和-1.39 MeV。同时,我们对系统的S、P、D波散射相移和系统的总截面以及S、P、D分波截面对总截面的贡献进行研究分析,发现S波散射相移在中低能区的结果与系统内部中长程相互作用的研究结果定性一致,P波散射相移提供较弱的引力,而D波基本没有相互作用;S波截面对总截面的贡献是主要的,P波贡献较小,D波几乎没有贡献。其次,对不同的自旋和同位旋六种组合下的ΣD和ΣD~*系统的相互作用进行研究。研究表明:ΣD和ΣD~*系统内部中程也表现为引力作用,内部引力作用主要来自于σ介子的交换,并且在两个模型中引力作用普遍要比Σ~*D和Σ~*D~*系统的引力要小,相应地,我们得到的4个束缚态的束缚能也稍小。I=1/2时,在手征SU(3)夸克模型中,系统(ΣD)_(1/2)和(ΣD~*)_(3/2)都可以形成束缚态,相应的束缚能分别为-2.48 Me V和-2.03 MeV;I=3/2时,(ΣD~*)_(1/2)在模型参数I和III中能够形成束缚态,相应的束缚能值分别为-6.5 MeV和-1.51 MeV。此外,我们还对系统的S、P、D分波散射相移和系统的总截面以及S、P、D分波截面对总截面的贡献进行研究,其S分波散射相移在中低能区的结果与系统内部中长程相互作用的研究结果定性一致。扩展手征SU(3)夸克模型的结果表明,P波散射相移提供较弱的引力,而D波基本没有相互作用;S波截面对总截面的贡献是主要的,P波贡献较小,D波几乎没有贡献。但是,手征SU(3)夸克模型给出P波、D波的散射相移及相应的散射截面与我们预期的结果不同,需要后续工作的进一步确认。
【图文】：

矩阵元

图 4.1 S 波Σ*D 和Σ*D*系统 Hamilton 的矩阵元FIG. 4.1 The matrix elements of S-wave Σ*D and Σ*D*Hamiltion

相移,同位旋,波相

D*的S、P和D波分波散射相移如图4.2、4.3和4.4所示。图中(Σ*D)3/2、(Σ*D*)1/2、(Σ*D*)3/2和(Σ*D*)5/2的下角标表示自旋量子数。在这里重点讨论 S 波的散射作用。图 4.2 Σ*D 和Σ*D*系统 S 波的散射相移。FIG. 4.2 Σ*D and Σ*D*systems S-wave phase shifts for isospin I=1/2 and I=3/2 .首先，从图 4.2 中可以看出无论同位旋 I=1/2 还是 I=3/2，Σ*D 和Σ*D*系统的 S 波相移的变化趋势基本一致，都是随着能量的增加都是呈减小趋势，其次，，在三个模型中的 S 波相移符号都是正的，表明 S 波系统Σ*D 和Σ*D*是吸引的。当同位旋为 1/2，自旋为 5/2 时系统(Σ*D*)5/2的 S 波相移在三组参数下的幅度都是最大的（一排左二），这表明在Σ*D 和Σ*D*的八组系统中的吸引力是最强的，在同位旋 I=3/2 的情况下
【学位授予单位】：内蒙古大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O572.33

【参考文献】