自2003年以来,Belle、BaBar、BES等实验组相继报道了大量的新强子态,如X(3915)、Y(4260)、Zc(3900)等等。这些新强子态的报道引起了理论和实验物理学家的广泛兴趣。虽然到目前为止还没有确定的新强子态,但是理论和实验对寻找多夸克态进行了大量的工作。许多理论物理学家从分子态角度出发去研究多夸克态,比如假设四夸克态处于介子-介子结构,能很好地解释一些新强子态。在轻夸克体系中,许多理论物理学把f0(980)和a0(980)看做介子-介子结构的KK并进行了很多的理论研究。Smruti Patel等人很好地把Zc(3900)解释为JPC(1--)介子-介子结构的四夸克态。杨友昌等人成功地把X(3915)解释为介子-介子结构的D*D*分子态等。由此看来,从介子-介子结构来研究四夸克体系是我们探究四夸克态的一个常用途径,我们不仅可以寻找实验上报道的一些新强子态,还能进一步研究介子-介子相互作用。量子色动力学(QCD)是描述强相互作用的基本理论。但是低能强子物理属于QCD的非微扰区,非微扰QCD理论的复杂性,从QCD第一性原理出发解决低能强子问题是非常难的。虽然近来格点QCD理论得到很大的进展,但在处理激发态问题上还有困难。基于QCD的唯象夸克模型是研究强子-强子相互作用的一个有效方法,能很好地描述核子-核子相互作用、重子谱和重夸克偶素能谱等强子性质。我们课题组在组分夸克模型框架下对六夸克体系和五夸克体系都做过系统研究,得到了与实验相符的核子-核子相互作用,氘核的性质,实验上报道的双重子态d*、NΩ等以及隐粲五夸克态Pc(4310)、Pc(4440)、Pc(4457)等。推广到四夸克体系,我们课题组研究了X(3915)、X(3872)等奇特强子态,很好地解释了实验结果。在此基础上,我们想进一步对所有的四夸克体系做系统搜索,寻找可能存在的四夸克态。本篇论文的工作就是系统研究由轻夸克组成的四夸克体系,这是我们后面系统搜索四夸克态的第一步。我们在手征夸克模型框架下,采用多高斯展开方法(GEM),系统研究了处于基态的qq-qq(q=u,d,s)体系。在计算过程中,我们不但进行了束缚态计算,还计算了介子-介子之间的相互作用等效势。计算结果表明:对于所有的颜色单态,介子-介子间的相互作用都是排斥的,体系不存在束缚态,而且道耦合计算对体系的能量影响很小,加入隐色道后,对大部分体系的影响不大,除了一个体系,IJP=00+的ρρ体系。这个体系的色单态也是不束缚的,但隐色道的能量低于ρρ的理论阈值,道耦合计算会进一步压低体系的能量,能量约为1311.37 MeV,衰变道为ππ,因此这个态是一个颜色结构共振态,我们建议实验上去寻找这个态。通过计算ρρ之间的相互作用等效势也可以看出色单态的ρρ之间等效势是排斥的,而道耦合后得到的等效势存在很深的等效吸引,这是形成束缚的必要条件。此外,通过研究介子-介子相互作用中每一项的贡献,我们还发现这个体系中的色禁闭势、库仑相互作用、色磁相互作用、ππ介子交换势和σ介子交换势都提供了吸引作用,尤其是色磁相互作用项,吸引很大,是这个体系形成束缚的重要因素。另外通过对介子-介子相互作用等效势的研究,我们还发现qs-qs(q=u,d)组态下的隐色道,比如量子数为IJP=01+的K*K*隐色道,虽然能量高于对应的分子态的阈值,但也有可能是颜色结构共振态,更准确的结论需要我们通过散射共振耦合计算来确定,这是我们今后需要进行的工作。为了探究更多的新强子态,我们还有很多工作要进行。目前我们只研究了由轻夸克组成的基态四夸克体系,今后我们还将继续研究高次分波的情况,以及含有重夸克的四夸克体系,最后对所有的四夸克体系进行系统搜索。另外,我们目前研究的四夸克体系是处于分子态结构的,研究的是介子-介子之间的相互作用,今后还将进一步研究其他结构以及各种结构耦合的情况。希望通过此项研究,我们不但可以探究可能的四夸克态,为实验寻找多夸克态提供理论信息,还能对QCD的低能行为有更深入的了解。