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标量介子f_0（1370），f_0（1500）和f_0（1710）的混合与衰变

作　者: 张立梅
导　师: 陈建兴
学　校: 辽宁师范大学
专　业: 粒子物理与原子核物理
关键词: 标量胶球标量介子混合手征压低
分类号: O572.33
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

量子色动力学（QCD）是描述强相互作用的基本理论。它预言存在完全由胶子作为组分而形成的束缚态—胶球。这一预言是QCD非阿贝尔性的直接结果.因此,胶球的确认对检验QCD理论至关重要。然而,胶球是否存在仍然是具有争议的问题。理论上,低能QCD问题本质上是一个非微扰问题。由于在低能区,特别是处理束缚态问题时,不能使用微扰论,使QCD在实际应用中受到很大限制。解决此问题的一个重要方法是使用格点QCD。它被认为是从QCD第一原理出发,解决非微扰问题的重要方法。但这个方法在实际应用中也存在一些困难,比如目前多数格点模拟都是在淬火近似下进行的。淬火近似下的格点QCD给出了标量胶球的质量在1-2GeV之间。另外,在这个能区存在其它标量粒子。它们与标量胶球具有相同的量子数和接近的质量使得胶球与它们之间可能存在混合。不幸的是,即使已经被实验确证的一些标量介子,它们的组分构成仍然不清楚。胶球与它们的混合加大了识别胶球的难度。实验上,尽管对于胶球的识别目前已经存在—些定性的方法,但这些方法仍然缺乏定量检验。在1-2GeV能区至少存在三个标量-同位旋标量态—f₀（1370）,f₀（1500）和f₀（1710）。SU（3）夸克模型预言只有两个具有这样量子数的低质量标量介子（q（?））存在。因此,它们之中至少有一个态是胶球态或其它束缚态,如四夸克态,介子分子态等。目前人们广泛接受胶球可能与标量介子发生混合这一观点,因此研究胶球能够与哪些介子混合,以及混合程度对于识别胶球和探究其它标量介子的性质非常重要。本论文主要研究了三个标量态—f₀（1370）,f₀（1500）和f₀（1710）之间的混合。我们的研究具有以下特点:1、研究中考虑了标量胶球与夸克偶素混合时可能出现的手征压低。在以往的研究中通常假设胶球是味盲的,即胶球与夸克偶素之间的混合幅与夸克味道无关。2、我们考虑了裸态|S>和|N>的混合。以往的研究中通常假定它们之间没有混合。3、我们尽量使用最新的实验数据。由于最新的实验数据和以往的实验数据具有较大的不同,因此不同的数据选取对结果会造成较大的影响。在研究中,我们以质量混合矩阵为出发点,把胶子偶素|G>,夸克偶素|S>和|N>做为裸态,在几组不同的参数下分别计算了三个标量态衰变为两个赝标量介子的衰变率,通过与实验数据进行拟合确定参数值和混合系数。在对三个态f₀（1370）,f₀（1500）和f₀（1710）混合的研究中,我们发现,最有希望的情况下标量介子f₀（1710）主要是裸态|G>和|S>的混合,f₀（1370）含有近似相同的|G>,|S>和|N>成分,而f₀（1500）以|S>和|N>混合为主,含有稍大的胶球成分。此时,标量胶球和夸克偶素的混合出现较强的手征压低,而|S>和|N>的混合较小。衰变过程仍然保持SU（3）对称性。最后,假设存在标量态f₀（1790）,用类似的方法我们讨论了标量态f₀（1500）,f₀（1710）和f₀（1790）的混合。

标量介子f_0（1370），f_0（1500）和f_0（1710）的混合与衰变

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