奇异介子谱的计算及耦合道效应的研究

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在传统的组份夸克模型中,介子被认为是由一个夸克和一个反夸克构成,而重子则由三个夸克构成。考虑到强相互作用的基本理论:量子色动力学在低能区具有手征对称性自发破缺的特性,流夸克获得质量变成组份夸克,组份夸克间通过唯象的色囚禁势,单胶子交换势和Goldstone玻色子交换势发生相互作用。组份夸克模型在描述强子性质方面:强子谱,强子的各种衰变,强子-强子相互作用等,取得了很大的成功[1]。但是仍然存在一些问题,如无法解释重子N(1440),Λ(1405),介子f0(600),κ(800)的存在。特别是近年来发现的一些新强子态,如Y(2170),X(3872),Y(4160)等“XYZ”粒子,难以在组份夸克模型中找到合适的位置。如何解释这些粒子的性质,成为了人们的研究热点。人们为此提出了众多解释,分子态,多夸克态,混杂态等[2]。  实际上,从理论分析,重子和介子除了三夸克、夸克-反夸克成分之外,还可以包含多夸克成分和胶子成分,即  |Baryon>=C0|qqq>+C1|q3q-q>+C2|q3g>+ C3|q3(q-q)2>+…|Meson>=C0|q-q>+C1|q-qq-q>+C2|q-qg>+C3|q-q(q-q)2>+….(0-1)在组份夸克模型中,假设了高Fock分量:多夸克成分,胶子成分可以被模型参数吸收。对于低激发谱,这是一个很好的近似,模型可以很好地描述实验数据。但是对于高激发谱,特别是当高激发态可以强衰变成两个强子时,这样的近似可能不再成立,需要考虑高Fock分量的贡献。近年来对于粲偶素的一些计算表明这一点。  本工作就是在奇异夸克偶素能谱的计算中考虑四夸克分量的贡献,并通过重新调整参数来符合s-s介子的能谱。检验高Fock成分能否被参数吸收。作为初步工作,这里的四夸克成分被约束为两个介子,即原来的两夸克态与真空中激发的一对正反轻夸克对重新结合成两个介子。隐色道的贡献暂不考虑。考虑四夸克成分对介子谱的影响也被称为耦合道效应。在非相对论的框架下,粒子数是守恒的,两夸克成分与四夸克成分不会发生混合,所以耦合道效应是一种相对论效应。  在本文中,我们利用3P0模型来计算了四夸克成分对s-s系统的影响,我们的计算结果表明四夸克成分对s-s系统的能谱有较大的影响,特别是对于激发态,多夸克成分的影响难以被模型参数吸收。对介子的成分分析表明,夸克-反夸克仍然是主要成分,但是有些态的四夸克成分接近于30%,更多夸克的成分有了一些影响。由于目前工作中,四夸克成分被约束为两个色单态介子并处于轨道基态,隐色道或介子的激发态的影响可能没有考虑,其贡献有多大,但需要进一步的研究。  另外,我们还比较了SU(2)真空和SU(3)真空的差别,即只在真空中激发出u,d夸克对或在真空中激发出u,d,s夸克对。发现在后者引起的质量平移要比在前者的小,我们认为可能是由于s夸克质量较大,从而采用较小的s-s激发强度γs=γ/√3造成的。  在本文中最重要的部分是调整参数,使其计算的裸质量和计算出的质量平移之和与实验值一致。目前我们主要调整了夸克的质量,囚禁势的强度和夸克-胶子耦合常数,其他参数暂时未作调整,根据与实验结果的符合情况,最后我们再选择出最好的一组。考虑更多的四夸克成分并全面调整参数,希望能够给予介子谱更好的描述,这是我们组下一步的工作。
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