用手征幺正法研究介子—重子S波散射

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强子之间的强相互作用、强子内部结构和强子态性质是强子物理领域的重要研究对象。手征幺正方法在解释介子-介子散射的实验数据方面取得了很大的成功,并能够得到与实验结果相符的对应于σ,f0(980),a0(980)和κ等粒子的质量和宽度。本文应用手征幺正法对轻赝标介子八重态与JP = 21+的重子八重态散射的各个扇区进行全面的研究,目的在于寻找反应中的共振态及其结构信息。本文从最低阶手征拉氏量出发,计算出各反应道的散射振幅,利用代数化的Bethe-Salpeter方程求和无穷多的S道散射的圈图,得到满足幺正性的振幅。在散射振幅中,本文充分考虑了各个反应道不同的介子衰变常数。理论的自由参数为各个反应道的重整化常数。在处理单圈图传播子的发散问题时,本文分别采用了两种不同的重整化方法:维数正规化方法和三动量截断正规化方法,比较不同重整化公式对计算结果产生的影响。结果表明,对于S = ?1扇区的πΣ散射,两种不同的重整化方法得到的结果基本一致;但是对于S = 0扇区的πN散射和S = ?2扇区的πΞ散射,由于个别道出现了“人为奇点”,于是无法用动量截断法公式进行拟合。因而,本文倾向于采用维数正规化方法来处理圈图传播子的发散问题。对奇异数S = 0扇区的赝标介子-重子散射(πN散射),我们通过拟合πN分波的T振幅的实验值来确定理论的自由参数的值,基于这些参数再进一步对散射振幅的极点进行研究。结果表明,核子激发态N?(1535)能在同位旋I = 12分区的πN耦合道散射过程当中动力学地产生出来,理论计算给出N?(1535)的质量和宽度分别为M = 1.51217 GeV和Γ88 MeV。通过分析,我们认为N?(1535)含有形如(πN +ηN)的介子-重子分子态的组成结构,不是一个纯的常规三夸克重子态。对奇异数S = ?1扇区的赝标介子-重子散射(πΣ波散射),我们成功地动力学重现了两个同位旋I = 0的共振态:Λ(1405)和Λ(1670),它们的质量和宽度的计算结果为:Λ(1405)(M = 1.42899 GeV,Γ32 MeV)和Λ(1670)(M = 1.67276GeV,Γ52 MeV),理论结果和计算结果符合得较好。此外,在同位旋I = 1分区的πΣ耦合道散射中,找到了第四黎曼面的一个极点(1.54334 + 0.273103 i) GeV,该极点对应于Σ(1620)共振态。这表明,奇异数S = ?1的重子共振态Λ(1405)、Λ(1670)和Σ(1620)都具有介子-重子分子态的组成结构。对奇异数S = ?2扇区的赝标介子-重子散射(πΞ散射),同位旋I = 12分区的πΞ耦合道散射研究结果表明,无论是在πΞ的不变质量谱还是定量得出的散射振幅,都发现在1.5 GeV附近有一个共振峰出现;在第二黎曼面上还找到了两个“有意义”的极点(1.48622+0.00362948 i) GeV和(1.51927?0.312818 i) GeV。这两个极点应与共振态相对应,第一个极点对应于质量为1.48622 GeV、宽度约为7 MeV的窄共振;第二个极点对于着一个质量为1.51927 GeV、宽度约为620 MeV的宽共振。而粒子数据表中并没有与它们相对应的共振态。
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