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本篇论文的主要内容是在协变重子手征微扰理论中研究π-N散射。协变重子手征微扰理论是QCD在低能区域的一种有效理论，因此本文首先简单介绍有效场论的基本知识，然后讨论QCD低能有效理论的构造和协变重子手征理论遇到幂次计阶破坏(Power Counting Breaking, PCB)问题及其解决办法，如重重子(HB)方法、红外正规化(IR)方法、Extended-On-Mass-Shell(EOMS)方法等。最后本文应用EOMS详细研究了到O(q~4)阶的π-N散射振幅以及相关的现象学。EOMS方案为PCB问题提出了很好的解决办法，它尊重原始振幅的解析结构，它在传统的MS-1减除的基础上仅仅将个数有限的PCB项减除，它给出的物理观测量的计算结果不依赖重整化标度。在EOMS方案中O(q~3)水平的计算存在收敛问题，因为O(q~3)振幅的贡献相对于低阶的贡献来说比较大，甚至是在能量非常低的阈附近。本篇论文的工作是在EOMS方案中将O(q~3)阶的研究推广到O(q~4)阶，从而将O(q~3)阶遇到的收敛问题解决，即使在不引入(1231)共振态的贡献的情况下。本文第一次给出完整和解析的到O(q~4)阶的π-N散射振幅结果。特别是，本文非常注意PCB的减除，避免了“阈值发散”问题的出现。然后本文拟合了实验上的分波散射相移数据并且将所有涉及的低能常数确定下来。此外，为了描述接近(1232)能区的相移，本文考虑了(1232)的领头阶贡献以及部分的含(1232)的圈图贡献。基于π-N散射振幅的研究结果，本文也给出了一些现象学的讨论，如Goldberger-Treiman关系的破缺以及π-N sigma项。Goldberger-Treiman关系的破缺是检验EOMS方案应用到π-N系统合理性的一个基本的量，因此本文将它计算到了O(q~3)阶。本文对破缺的预言与其他研究组的结果一致，并且首次指出破缺量的手征序列收敛很快。π-N sigma项的研究对于理解质量的起源有很大帮助。本文利用π-N相移数据和格点QCD的数据，合理地预言了π-N sigma项：不考虑(1232)贡献的拟合结果给出σπN=52±7MeV，考虑(1232)贡献的拟合结果给出σπN=45±6MeV。