手征夸克模型下的粲夸克偶素谱研究

发布时间：2018-04-20 02:23

本文选题：手征组分夸克模型 + 粲偶素　；参考：《南京师范大学》2016年博士论文

【摘要】：最近几年,Belle和Babar等实验组,发现了大量新的强子共振态,即XYZ粒子,这些态的衰变产物里都含有c,c夸克。这些新强子态的报道,激起了人们广泛的研究兴趣,大家从不同侧面给出了可能的解释,如：粲夸克偶素,胶球态,四夸克态,分子态,混杂态等。传统的势模型考虑介子由两夸克组成,借助这一模型,能够对其中一些XYZ粒子进行解释,但仍然有部分粒子无法找到对应的态。这促使人们超越朴素的夸克模型,开始考虑可能存在的高FOCK成分及其带来的影响,即在介子中可能存在多夸克成分。利用夸克-强子对偶性,我们可以把这种效应表示为粲偶素和双D介子道之间的相互作用,即耦合道效应,考虑D介子圈对粲偶素自能的贡献,虚部对应于OZI规则所允许的粲偶素开道的衰变宽度。考虑到两夸克成分大约占总质量的90%,四夸克成分占大约不到10%,因此有理由相信可以忽略六夸克等更高阶的成分。在目前的夸克模型计算中,这些高Fock态是以新增加的轻夸克对分别与原来的两夸克形成强子的形式存在,而且不考虑两强子之间的相互作用。本文主要开展了以下几个方面的工作：1、理解强相互作用理论QCD以及具有QCD精神的唯象的夸克模型在中低能区的应用,回顾实验上关于粲夸克偶素态以及XYZ粒子的一些观测结果以及理论上的可能解释。2、利用唯象的组分夸克模型,利用多高斯展开算法,系统地计算了部分轻介子、D(D)介子、Ds(Ds)、粲夸克偶素等的质量谱,给出介子在动量空间中轨道部分的波函数。3、结合夸克对产生模型(3P0模型),研究χcJ(np)(J=0,1,2),(_n=1,2,3)以及ηc(ns)(n=3,…,6)的开味两体强衰变宽度及部分分支比,对实验上发现的X(3872)、 X(3915)、X(3930)、X(3940).X(4140)以及X(4160)等可能候选者进行解释和讨论。4、最后考虑非相对论的耦合道效应,计算高Fock成份引起的质量平移以及质量平移对开味两体强衰变宽度的可能影响。主要结论如下：1.λcJ(1p)(J=0,1,2)、χc2(2p)、ηc(1s)以及ηc(2s)的质量与实验值吻合得较好。λcJ(nP)(J=0,1,2,n≥2)和ηc(ns)(n=3,…,6)的质量谱仍不十分清晰。2、χc2(2P)的衰变宽度和X(3930)的实验值一致,夸克模型支持将X(3930)指定为χc2(2P)。ηc1(2P)态的主要衰变道是S—波衰变,衰变宽度较大。需要有一种合理的机制使χc1(2P)的质量降低到DD*阈值附近,直至其衰变宽度也降至较低值,才能将X(3872)指定为λ.c1(2P)。χ(3915)χco(2P)两态的质量以及主要衰变模式不相同,手征夸克模型不支持将X(3915)指定为χc0(2P)。虽然χc0(3P)的一开味衰变分支比和X(4160)相一致,但需要合理解释X(4160)较大的衰变宽度,才能将χe0(3P)指定为X(4160)。另外,X(4140)则可能是χc0(3P)的一个好的候选者。3、りc(3S)的衰变宽度在X(3940)衰变宽度实验值范围内,因此存在将X(3940)解释为りc(3S)的可能性。因为耦合道效应有可能有效压低ηc(4S)的质量,而且实验上X(4160)的衰变宽度具有较大的不确定度以及理论上ηc(4S)衰变的分支比与X(4160)的实验分支比一致,因此不能排除将X(4160)指定为77c(4S)的可能性。4、质量平移可明显压低介子的质量,并对衰变宽度产生显著影响。手征组分夸克模型在解释强子谱和强子强子相互作用上取得了巨大的成功,但是也存在一些问题。随着新强子态的发现和深入研究,模型也需要进一步的修正和发展。通过考虑耦合道效应以及二-四夸克的混合,相信新强子态的一些问题可以得到很好的解决,为研究确认XYZ粒子和预言新的强子态提供理论参考。同时进一步的实验和理论研究将会加深我们对强子物理和QCD的理解。
[Abstract]:In the last few years , there are lots of new hadron resonance states , i . e . , XYZ particles , which contain c , c quarks . X ( 3915 ) , X ( 3915 ) , X ( 3930 ) , X ( 3940 ) . X ( 4140 ) and X ( 4160 ) .

【学位授予单位】：南京师范大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O572.33

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