【摘 要】
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唯象强子物理的研究对人们理解QCD非微扰问题具有重要的指导意义。随着近年来实验数据的不断积累,目前实验上在寻找包括重味介子的激发态、重味重子以及四夸克态和五夸克态的候选粒子的课题上都取得了非常重要的进展,这些实验进展为唯象强子物理的理论研究提供了丰富的内容。在本论文中,我们先从SU(3)对称性的角度,利用色磁相互作用模型,系统地研究了构型为QQQq四夸克态的质量谱,这其中包括明确的四夸克态ccbq
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唯象强子物理的研究对人们理解QCD非微扰问题具有重要的指导意义。随着近年来实验数据的不断积累,目前实验上在寻找包括重味介子的激发态、重味重子以及四夸克态和五夸克态的候选粒子的课题上都取得了非常重要的进展,这些实验进展为唯象强子物理的理论研究提供了丰富的内容。在本论文中,我们先从SU(3)对称性的角度,利用色磁相互作用模型,系统地研究了构型为QQQq四夸克态的质量谱,这其中包括明确的四夸克态ccbq、bbcq和隐奇特态cccq、cbbq、bccq、bbbq的构型。如果在我们预言的质量区间内存在类似的态,那么它很有可能是真正的四夸克态。紧接着,我们通过考虑色磁相互作用中的颜色混合效应,系统地计算了qqQQ(q=u、d、s而Q=c、b)构型的四夸克态间的质量劈裂,并预言了这些四夸克态的大致质量。我们发现颜色混合的效应对Jp=0+的四夸克态相对重要一些,并且在J=0或J=1的nnQQ(n=u、d)和nsQQ体系中可能存在稳定的四夸克态。此外,我们简单地讨论了这类四夸克态可能的衰变模式。接下来,作为对重夸克对称性的一个应用,我们利用类雷吉公式(M-mQ)2=πσL分析了所有的重-轻系统,也就是D/Ds/B/Bs介子和粲/底重子。假设将介子或重子中轻的部分(轻夸克或轻味diquark)当做一个基团,我们给出了各个体系通过类雷吉公式得到的数值结果。我们发现,重-轻体系类雷吉轨迹的斜率接近轻味介子类雷吉轨迹斜率的1/2,并且近似地满足重夸克对称性。这说明对于单重味重子,将它们看成是(重夸克)-(轻味diquark)的构型是一个很好的近似。随后我们研究了D波激发态的D(s)介子通过B(s)介子半轻衰变产生的过程。计算表明,通过这类过程产生D波D(s)介子的分支比还是比较大的,我们希望未来的实验可以去关注这一类D介子产生过程。此外,我们还验证了由光前夸克模型计算得到的强子跃迁矩阵元的形状因子满足重夸克对称性的要求。接下来我们分别用单玻色子交换模型和有效哈密顿量理论研究了Ξ(1620)和Λ(1670)可能的内部结构。2019年Belle首次在Ξc非轻衰变的过程中看到了Ξ(1620)。基于这个实验发现,我们利用单玻色子交换模型对Λ体系能否构成分子态的问题进行了考查。结果表明:Ξ(1620)可以作为一个量子数为I(JP)=1/2(1/2-)的KΛ的分子态。在对Λ(1670)的研究中,我们假设了Λ(1670)两种可能的构型。第一种是认为Λ(1670)完全是由同位旋为0的πΣ、KN、ηΛ和KΞ的耦合道通过相互作用产生的。第二种是假设Λ(1670)是由一个三夸克的裸态重子与介子-重子的耦合道相互作用通过混合产生的态。在拟合了K-p的散射数据之后,我们检查了Λ(1405)和Λ(1670)的极点位置,并且发现在这两种假设下拟合得到的散射截面的结果非常接近。在这种情况下,我们进一步比较了在这两种构型下有效体积哈密顿量矩阵的质量谱和格点QCD模拟的结果,我们发现A(1670)的内部结构应该是一个裸态重子与介子-重子耦合道的相互作用通过混合产生的态。
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