组份夸克模型与含cc成分的重子激发态研究

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1、学位论文独创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。本论文中除引文外，所有实验、数据和有关材料均是真实的。本论文中除引文和致谢的内容外，不包含其他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了声明并表示了谢意。学位论文作者签名：童去日期：加p．y．玎学位论文使用授权声明研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属南京师范大学。学校有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以采用影印、复印等手段保存、汇编本学位论文。学校可以向国家有关机关或机构

2、送交论文的电子和纸质文档，允许论文被查阅和借阅。(保密论文在解密后遵守此规定)保密论文注释：本学位论文属于保密论文，保密期限为年。产⋯名：著‰．万日期：矽L夕’)·∥)指导教师签名：车聊切∥纱指?獬：期：他等．卅／日期：【№【乙．』．卅’摘要摘要强子结构及强子间相互作用是粒子物理和核物理领域极富吸引力的研究课题，而探究重子共振态的结构和动力学本质问题一直是强子物理中的重要方向之一。一直以来，该方面的理论研究主要集中于轻夸克系统。最近几年，随着实验的不断发展，含重味夸克的系统也逐渐受到关注f1]。有代表性的如2003年，BaBar研究组在实验上发现的奇特态DsJ(23

3、17)，DsJ(2460)，曾经被认为是一个DK或D+K分子态，四夸克态，或者是混合态。还有日本KEK的Belle组在B介子衰变中发现了X(3872)，近几年又相继发现了粒子y(4260)，z(4430)等[2]，这些粒子的共同特点就是它们的衰变末态中都含有c和百夸克。人们尝试对这些新型粒子做过很多不同的解释，如认为它们是粲夸克偶素，胶球态，分子态，四夸克态，混合态等等。以上实验事实都希望能够从强相互作用的基本理论一一量子色动力学(QCD)出发给予合理的解释。而重子正是较简单的体系，系统地研究各类重子激发态谱将为我们了解禁闭区QCD本质提供极为重要的线索。理论方面，

4、虽然量子色动力学(QCD)被公认为是处理强相互作用的基础理论，但由于其具有非微扰性和复杂性，无法直接用于属于中低能领域的强子相互作用和多夸克态的研究。具有QCD精神的各种夸克模型是此领域现在，包括将来一段时期内的主要研究工具。最方便且应用最广的夸克模型便是组分夸克模型，其中最典型的代表则是手征夸克模型(ChQM)。通过调节参数，模型能成功地描述强子性质及强子相互作用，在描述强子相互作用时，通过引进口介子，可以很好地描述实验数据。但这样的盯介子是否存在一直存有争论。虽然最近实验上确定了作为双丌介子的S波共振的盯介子的存在，但理论计算表明，具有这样关联的双丌介子的S波共

5、振的盯介子，在核子一核子相互作用中却提供不了足够强度的吸引。核力的中程吸引是否存在其它的机制，仍是一个值得讨论的问题。20世纪90年代初，由王凡教授等人，在传统的组分夸克模型(即Glashow-Isgur模型)基础上发展了一个新的模型：夸克蜕定域色屏蔽模型(QDCSM)。它在保留原来模型对强子性质成功描述的基础上，通过引入夸克蜕定域来扩大模型空间，允许多夸克系统通过自身的动力学效应来选择一个合理的结构，并且考虑到重子内部以及重子之间夸克的颜色禁闭势的不同，改进了夸克模型的哈密顿量，从而得到了核力的中程吸引。模型的主要特点是不仅能成功地解释了核子一核子以及核子一超核相

6、互作用，能够很好地描述氘核性质，而且由于夸克蜕定域类似于共价键分子中电子的公有化，QDCSM很自然地解释了核力与分子力的相似性。进一步的研究也表明该模型中的中程吸引机制：夸克蜕定域+色屏蔽效应能够很好地代替手征夸克模摘要型中的仃介子交换。这些模型均在轻夸克体系研究中取得了很大的成功，此次我们将这两个夸克模型进一步推广来研究含重味夸克的强子系统，并在与实验的对比中发展和改进夸克模型。经典的夸克模型认为，重子由三个夸克组成，并且成功得解释了由乱，d，s三味夸克组成的处于空间轨道基态，符合味道SU(3)对称性的白旋为1／2的八重态重子和自旋为3／2的十重态重子。然而在解释

7、重子激发态如Ⅳ(1440)，Ⅳ+(1535)，Ⅳ+(1650)，Ⅳ+(1700)，A(1405)等等这些粒子的时候，经典的夸克模型遇到了困难，这些态是三夸克的激发态还是具有五夸克结构或者是重子一介子相互作用动力学产生态，或是它们的混合态，至今也没有一个明确的答案。解释这些重子共振态的本质结构问题存在困难是因为各种状态都处于一个相近的能区范围内，而且各种模型都有相应的一套可调的参数使得理论计算结果尽量接近实验值。为了避开这个相近的能区，我们选择隐含重夸克的重子体系，如蝶，A≥等，其质量都在4GeV以上，如果存在这样的共振态，将有可能在未来的PANDA／FAIR实验