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混杂态衰变的夸克模型计算

作　者: 党明
导　师: 陈洪
学　校: 西南大学
专　业: 理论物理
关键词: 奇特介子混杂态夸克胶子衰变宽度
分类号: O572.33
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 18次
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内容摘要

通常强子包括由夸克和反夸克组成的介子和由三夸克组成的重子。量子色动力学(QCD)是目前公认的描述强子内部结构的基本理论。然而QCD在低能区高度非微扰,严格求解QCD还面临许多困难,各种夸克模型成为研究强子结构的主要手段和工具之一。除正常强子态外,QCD不排除奇特强子态,如胶球、混杂态、四夸克态、五夸克态等的存在。实验上积累了强子态的大量实验数据,其中不乏混杂态的候选者。因此,结合实验数据,开展对混杂态的理论研究是有意义的。本文首先利用已有工作对奇特介子π1(JPC=1-+)作为杂合态的衰变的相对论描述,进一步计算了π1(1400)作为混杂态的衰变,得到π1(1400)的衰变是相空间压低的,衰变到πη的衰变宽度接近于0,而目前实验上对于JPC=1-+的粒子的衰变性质还没有完全确定,也没有获得一致认可的衰变宽度的确切数据,但实验上却观测到了π1(1400)到πη的衰变,从这个角度看,将π1(1400)作为混杂态计算得到的结果与实验观测不符。其次扩展混杂态的相对论描述到轻标量介子,构造了轻标量介子作为杂合态的波函数,推导了它们的主要衰变道的衰变宽度计算公式。计算得到的f0(980)的衰变宽度在目前实验给出的40-100 MeV的允许范围之内,该结果也与利用p波qq态和KK分子态计算得到的结果相近。目前人们倾向于认为f0(980)是四夸克态或者分子态,但本文计算的结果显示,从衰变性质的角度来看,并不能排除f0(980)作为混杂态的可能性。本论文主要分为以下几个部分：第一部分简要回顾了强子结构研究的历史,并介绍了介子的夸克模型,给出了一些奇特介子的实验以及理论的研究现状。第二部分介绍介子与混杂态的基本理论,构造了相对论形式的普通介子和奇特介子波函数,并特别强调了波函数的构造包含了自旋轨道耦合。第三部分计算了π1(1400)、f0(980)等奇特介子作为混杂态的衰变宽度。最后确定参数并给出衰变宽度的数值,并结合已有的实验数据做了一定的讨论。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-8
第一章引言  8-13
  1.1 强子结构研究的简单回顾  8-9
  1.2 奇特介子与混杂态  9-10
  1.3 奇特介子和混杂态的实验与理论研究现状  10-13
第二章基本理论简介  13-22
  2.1 qq介子的C、P宇称  13-14
  2.2 混杂态(qqg)的C、P宇称  14-15
  2.3 qq介子的自旋波函数  15-17
  2.4 混杂态(qqg)的自旋波函数  17-19
  2.5 qq介子态与混杂态  19-22
第三章混杂态的衰变  22-30
  3.1 a_0(980)衰变到πη  23-25
  3.2 f_0(980)衰变ππ  25-26
  3.3 π_1衰变到πb_1和πη  26-28
  3.4 参数选取与数值结果  28-30
第四章总结与分析  30-31
附录A 衰变宽度的计算  31-33
附录B 常用符号标记等  33-35
参考文献  35-39
致谢  39-40
攻读硕士学位期间的工作情况  40

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