单π交换模型下的奇特JPC介子反介子态

摘要

朴素夸克模型使得早期人们对于强子的认识取得了很大成功，但现在看来这一强子组成模型并不完备。一方面，量子色动力学(QCD)作为描述强相互作用的基本理论并没有否定胶球、杂化态、四夸克态等其他色单态组分的强子。另一方面，实验上发现了一些朴素夸克模型难以解释的强子，如带电类粲偶素态。然而QCD的低能非微扰性给从QCD直接计算强子性质带来了困难，往往借助于各种各样的唯象方法，如QCD求和、手征微扰、介子交换模型等。同时，唯象的待定参数由于实验数据的不足往往难以确定。因此大量奇特粒子的真实组成仍悬而未决。如果奇特态真实存在，这些态往往可以带有朴素夸克模型下强子所不能具有的量子数即奇特量子数，那么发现具有奇特量子数的强子也是奇特粒子寻找的一个渠道。
　　本文利用单π交换模型研究的分子态系统，认为强子间的这种浅束缚的分子态是单π交换主导的。主要针对具有奇特JPC量子数的分子态，这样可以排除普通Q(q)介子的影响。具体地，分子态的可能介子组分包括D，D*，D*0，D'1，D1，和D*2，可能构成的奇特量子数为0--，0+-，1-+，3-+。通过有效拉氏量写出单π交换的散射振幅，可以引入跃迁自旋来简化计算。进一步得到非相对论近似下的相互作用势，这里要引入带有高能截断Λ的形状因子，因为低能下π粒子半径是必须考虑的。将势函数带入薛定谔方程，即可求得束缚能。这里Λ的数值须由实验确定，由于实验数据的缺乏只能给出一个大致范围。首先忽略耦合道效应只考虑S波分子态，计算出了可能存在的分子态。然后考虑耦合道效应计算可能存在的分子态，此时可能存在的奇特态为D(D)*0(00--)，D*(D)'1(00--,01-+),D*(D)1(10--,01-+),D1(D)'1(00+-),D*(D)*2(11-+,01-+)。同时计算结果也显示了分子态的S波主导性，耦合道的非平庸性，截断的敏感依赖性。类似地，还可以计算D介子分子在重夸克极限下的对称伙伴B介子分子态。现实中B介子的较大质量使得分子态更易形成。进一步还可以写出分子态主要的隐粲（底）衰变道。实验上可通过衰变道确定分子态。

目录

声明

摘要

第一章 引言

1．1 低能QCD非微扰性

1．1．1 色禁闭

1．1．2 动力学手征对称性破缺(DCSB)

1．1．3 对强子相互作用认识的发展

1．2 强子谱

1．3 论文的主要内容和安排

第二章 重介子手征微扰理论(HMChPT)

2．1 有效场理论

2．1．1 重场积出

2．1．2 数幂方案

2．2 建立有效拉氏量

2．2．1 手征微扰理论(ChPT)

2．2．2 重夸克有效理论(HQET)

2．2．3 重介子手征拉氏量

2．3 小结

第三章 奇特态和分子态

3．1 XYZ态和可能的解释

3．2 阈值效应

3．3 分子态

3．4 小结

第四章 分子态束缚能计算

4．1 跃迁自旋

4．2 拉氏量

4．3 波函数和散射振幅

4．4 坐标空间势

4．5 束缚态问题

4．5．1 S波束缚态

4．5．2 耦合道效应

4．5．3 B介子分子态

4．6 衰变道

4．7 分析讨论

4．8 小结

第五章 总结展望

附录

参考文献

致谢