手征夸克模型中非奇异六夸克态与Zc粒子结构的研究

摘要

目前我们确认观测到的强子主要分为两类。一类是由三个夸克构成的重子（qqq)，另一类是由正反夸克构成的介子（q(q)）。然而按照强相互作用的基本理论量子色动力学(QCD)的要求，理论上并不排除超过三个夸克的多夸克强子态的存在，例如四夸克态（qq(qq))、五夸克态（4q-(q)）、六夸克态（6q）等。这些多夸克态是一类全新的物质，它们的存在会为我们提供更多的强子结构与强相互作用方面的信息，同时这些多夸克态存在与否也是检验各种唯象模型甚至QCD理论本身的正确性的可靠场所。一直以来，多夸克态的结构与性质都是强作用领域的国际研究热点问题。
　　由于QCD低能区的非微扰特性，因此对于强子物理的研究我们还需要借助于各种符合QCD精神的唯象模型。其中手征夸克模型就是一个非常成功的唯象模型，它在解释基态重子的质量以及强子-强子相互作用的散射相移与散射截面等方面取得了相当的成功。受到这些成功的鼓舞，本文将手征夸克模型继续应用到多夸克态的研究当中，主要研究了非奇异六夸克态以及Zc粒子的结构，探讨这些多夸克态存在的可能性及其结构的性质。
　　本论文的主要成果包括以下两个方面:
　　用群论的方法给出了六个非奇异夸克都处在基态、具有各种量子数的组态波函数，在扩展的手征SU(3)夸克模型的框架下研究了这些态的能量。结果表明，在合理的模型参数下，只有量子数I(JP)为0(3+)的组态的基态质量低于两个对应重子的阈能，可以形成一个可能的六夸克态。
　　用群论的方法列出了s波的u(d)c(c)系统全部的12个组态，在手征SU(3)夸克模型与扩展的手征SU(3)夸克模型框架下计算了这些态的能量。结果表明，在合理的模型参数下可以将带正电荷的Zc(4020)和Zc(4025)看作为u(d)c(c)的四夸克态。其具有的量子数I(JP）可以为1(0+)或1(1+)。而对于Zc(3900)，在合理的模型参数下，均难解释它的低质量，因此Zc(3900)很难被视为一个四夸克态。

目录

声明

摘要

第一章 引言

第二章 手征夸克模型

2．1 组分夸克模型

2．2 手征变换

2．3 手征夸克模型

2．3．1 SU(2)线性σ模型

2．3．2 手征SU(3)夸克模型

2．3．3 扩展手征SU(3)夸克模型

2．4 手征夸克模型的总哈密顿量

2．4．1 禁闭势

2．4．2 单胶子交换势

2．4．3 手征势

第三章 手征夸克模型的矩阵元与参数

3．1 手征夸克模型中的矩阵元

3．1．1 坐标空间

3．1．2 自旋空间

3．1．3 味道空间

3．1．4 颜色空间

3．1．5 sfc系数

3．2 手征夸克模型中的参数

3．2．1 输入参数

3．2．2 拟合参数

第四章 非奇异六夸克态的研究

4．1 概况

4．2 手征夸克模型中非奇异六夸克态的研究

4．2．1 波函数

4．2．2 总哈密顿量与矩阵元

4．2．3 计算结果与讨论

4．2．4 结论

4．3 小结

第五章 Zc(3900)和Zc(4025)／Zc(4020)粒子结构的研究

5．1 概况

5．2 手征夸克模型对Zc粒子结构的研究

5．2．1 波函数

5．2．2 总哈密顿量与矩阵元

5．2．3 计算结果与讨论

5．3 小结

第六章 总结与展望

参考文献

附录

致谢

攻读硕士期间发表和完成的学术论文