重夸克偶素的相对论夸克模型研究

摘要

该文在量子场论中基于准势途径的相对论夸克模型中研究了重夸克偶素的性质.目前,由于作为强相互作用基本理论的量子色动力学(QCD)在低能区(大距离)的非微扰效应,各种QCD激发的模型一直被发展来解释强子的性质.夸克势模型是其中重要的模型之一,它不仅能研究强子的基态,而且能研究激发态,但是,源于在中和大距离与QCD真空的复杂结构有关的非微扰特征,还不可能获得整个距离范围内的夸克-反夸克相互作用势.随着重夸克偶素基态和激发态质量实验数据的大量积累,通过理论预期与实验数据的比较,所获得的夸克-反夸克相互作用势的信息是很有趣的.普遍的共识是在低能区传递相互作用的基本单元具有介子的特征,这使得我们有可能通过研究重介子偶素质量谱和衰变来考察夸克-反夸克相互作用在低能区的行为.首先,在低能区使用的多是反映渐近自由和夸克禁闭的唯象Cornell势,即在短程区域起主要作用的库仑势和在长程区域起主要作用的线性禁闭势之和.如何考虑这个静态势的相对论修正,核心的问题是如何处理夸克-反夸克相互作用的洛仑兹结构.采纳库仑势源于单胶子直接交换,而线性禁闭源于标量和矢量的混合,同时考虑在短程区域与单胶子直接交换起同样作用的同味正反夸克的湮灭,构造了静态夸克-反夸克势到v<'2>/c<'2>级次的完全相对论修正,并拟合计算了重介子偶素的能谱,讨论了相对论修正对重介子偶素能级分裂的作用.所得结果与实验上肯定的数据很好地符合.其次,由于夸克势只能唯象地得到,夸克禁闭机制及其对重介子的影响仍在探索之中.由规范场理论的超弦理论所激发的伸缩子-胶子有效耦合,给出了一个新的静态夸克-反夸克势,讨论了此势模型下重介子的自旋平均能谱、轻子衰变和辐射跃迁宽度,并与Cornell势模型所得到的相应结果作了比较.进一步的工作需要考虑模型本身的完善来达到对重介子性质的更好理解,并将这个势扩展到对重子性质的研究.

目录

第一章引言

第二章夸克势模型

§2.1介子结构

§2.2单胶子交换和禁闭

§2.3夸克势模型

第三章重夸克偶素质量谱的超精细辟裂

§3.1相对论夸克势模型

§3.2相对论薛定谔方程

§3.2计算与分析

§3.4结论

第四章在具有伸缩子的QCD势模型中的重介子

§4.1伸缩子—胶子有效耦合与QCD势

§4.2重夸克偶素的能谱

§4.3重夸克偶素的轻子衰变宽度

§4.4重夸克偶素的辐射跃迁宽度

§4.5结论

第五章Dilaton势模型中重介子的双光子衰变率

§5.1双光子衰变

§5.2计算结果和讨论

第六章结束语

参考文献

攻读硕士期间工作介绍

致谢