五夸克模型研析.pdf

▲学位论文独创性声明本人郑重声明: 1、坚持以“求实、创新”的科学精神从事研究工作。 2、本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。 3、本论文中除引文外,所有实验、数据和有关材料均是真实的。 4、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。 5、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。作者签名: 日期: 学位论文使用授权声明墨俪谖钞‘.争i ts 本人完全了解南京师范大学有关保留、使用学位论文的规定,学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版;有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆被查阅;有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索;有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密后适用本规定。作者签名::!!』:￡!! 五夸克模型的研究摘要近两年来,多夸克系统成为人们研究的热点之一。其中五夸克系统:0+的实验争论尤其热烈。首先根据手征孤立子模型的预言,2003年LEPS实验组声称在"-÷芷+K—n反应中发现了一个新的奇异数为+l的重子共振态,可衰变为核子和K介子,衰变宽度小于25MeV,其自旋和同位旋分别为I/2和0,质量约为 1540MeV。由于奇异数为+1,;。随后另外一些实验组也宣称观察到了此共振态。但也有一些实验组没有观测到e+。当前量子色动力学(QCD)被公认为是处理强相互作用的基础理论,其基本自由度是夸克和胶子,在高能情况下QCD具有渐近自由的特性,可以采用微扰论的方法精确求解,对于中低能物理:由于微扰论不再适用,再加上QCD的复杂性,很难直接利用QCD理论来解具体问题,如强子相互作用和多夸克系统。所以现在,包括将来一段时期内,人们不得不借助于各种在量子色动力学指导下的夸克模型来研究强相互作用系统。从QCD理论我们知道,夸克间的相互作用一般来讲是多体相互作用,普通强子由于夸克数少,难以反映相互作用的多体性, 只有多夸克系统,才能充分显示多体相互作用的特点。因而研究多夸克系统,可以使我们获得更多的关于低能QCD的信息。目前,主要的夸克模型有:口袋模型,孤立子模型和势模型等。研究强相互作用和多夸克系统最方便和应用最多的是势模型。用这些模型都能较成功地描述了强子的性质及强子相互作用。由于模型都带有参数,可以通过调节参数来符合实验数据,因此,现有的实验数据,很难对现有的模型的有效性作出明确的判断。为了试图去解决这个问题,一方面,需要寻找对模型敏感的场合:另一方面,理论模型应进行尽可能多的定量计算,去符合现有实验数据和预言新的实验结果。多夸克系统可能是一个很好的场合。各种模型,包括格点QCD在某些多夸克态上给出了不同的结果。上述夸克模型都能很好地描述强子的性质,但是推广到强子相互作用时,都存在一些不足之处。如往往得不到核力的中程吸引。20世纪90年代初, 等人,在传统组分夸克模型(即Glashow—Isgur模型)基础上发展了一个新的模五夸克模型的研究型——夸克退定域色禁闭模型(QDCSM),在保留原来模型对强子性质成功描述的基础上,得到了核力的中程吸引。它考虑了夸克间的相互作用与夸克所处的状态有关,并将各种不同色结构的耦合效应用色屏蔽来近似。模型中另一个重要的特点是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。这个模型参数少,有很强的预言能力。将模型应用于核子一核子、核子一超子散射等研究, 已经取得了成功。应用于六夸克系统,也得到了一些有意义的结果。本文就是应用夸克退定域色屏蔽模型模型(QDCSM)来研究五夸克态0+。 QDCSM主要用于两个色单态结团。本工作将QDCSM推广到具有各种非色单态结团的五夸克系统。这是本工作的创新之处。本文在此框架下,采用绝热近似, 对各种空间结构的五夸克系统进行定量计算。最后还考虑了各种结构的混合。在利用重子和K介子的质量确定模型参数后,对耐一￡ld—i和四面体结构我们可以得到质量约为1540MeV的五夸克系统,可能会存在一个共振态。如果将来实验证实O+不存在,那么我们对模型的推广存在一些问题:如颜色分离需要额外的能量。相反,如果O+存在,那么说明我们模型的改进是有意义的。据此改进模型,并推广到其它多夸克系统,预言可能的多夸克态将会更有意义。另外通过将夸克退定域色屏蔽模型与传统的夸克模型的耦合道计算进行比较,我们研究了 QDCSM计算代替多道,多结构耦合计算的可行性。希望QDCSM计算能为核子结构、多夸克态探索提供有独特的见解。关键词QDCSM模型,颜色结构,空间结构,五夸克态,绝热近似五夸克模型的研究 Abstract Recently,the study about multi-quark