域能附近质子—质子反应中f(980)标量介子产生

摘要

质量在1 GeV附近的轻标量介子是现代强子物理领域的一个重要课题，源于对于轻标量介子本质的持久讨论.到目前为止，对于f0(980)介子的主要结构还未获得一致的看法。f0(980)介子产生的研究应能对了解其性质有一定的帮助。在此篇文章中，采用了有效拉氏量理论，对于质子-质子反应pp→f0opp→K+K-pp中，f0(980)介子的产生机制进行了理论分析。单π介子交换的有效拉氏量理论已经应用于在反应pp→f0pp→K+K-pp中探讨f0(980)标量介子的产生情况。考虑到除了单π介子交换道，其他的反应道可能有不小贡献，本研究中的理论模型还包含了s道和u道中间核子交换的情况。 我们计算了t道介子交换以及s道和u道中间核子交换对总的散射截面的贡献，同时也计算了K+K-不变质量谱的分布情况。结果与已有的实验数据进行了对比。核子交换对散射截面的贡献是不可忽视的，u道核子交换的贡献比s道核子交换大，t道对散射截面的贡献则比核子交换的贡献小了一个数量级以上。通过计算结果可以得出以下结论：s道和u道中间核子交换提供了主要的贡献，而t道的贡献的确很小：在低能分布区域内，K+K-质量谱的增强表明在反应pp→K+K-pp的域能附近观测f0(980)介子是有可能的。 为了便于实验探测顺利进行，反应pp→K+K-pp在域能附近的角分布也给出了。如今世界上已有不少装置能够达到pp→K+K-pp的域能，适合进行此类研究，如COSY的ANKE探测器以及兰州的冷却环装置(CSR)，后者允许入射质子束动能达到2.8 GeV，利用此类装置，就有可能在反应pp→K+K-pp的域能附近探测到f0(980)介子，从而进一步研究轻标量介子的有关性质。

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文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

声明

第一章引言

1.1强子物理的研究和意义

1.2奇特介子态的实验和理论研究状况

1.3 f0(980)标量介子的相关研究信息

1.4 pp→f0pp→K+K-pp反应的理论和实验研究概述

第二章基本理论简介

2.1粒子及粒子间相互作用

2.2单π交换模型(OPEP)

2.3单玻色子交换模型(OBEP)

2.4传播子及形状因子

第三章散射截面

3.1散射截面定义

3.2散射截面表达式推导

3.3相空间的具体形式

第四章pp→f0pp→K+K-pp模型

4.1散射截面表示

4.2不变振幅表示

4.3形状因子和耦合常数参数设置

第五章结果与分析

5.1总截面随剩余能变化关系

5.2微分截面随K+K-不变质量变化关系

5.3域能附近情况

第六章总结与讨论

附录

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间的研究成果