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强相互作用的基本理论是以SU(3<,c>)为规范群的规范理论量子色动力学(Quantum Chromodynamics,QCD),由于QCD在低能区有很强的非微扰效应,目前尚无法直接从其基本拉氏量出发计算强子的各种参数。QCD求和规则在夸克层次上通过微扰计算得到强子试探流的关联函数表达式,利用色散关系将它和利用强子参数表达的该关联函数的虚部联系起来,从而抽取出强子参数。QCD求和规则已广泛应用于强子物理,是一种可靠、有效的非微扰方法。
夸克模型是一个唯象模型,该模型的一个基本假定是重子和介子分别由三个夸克和一对正反夸克组成。由于理论上尚不能确证QCD禁止其它夸克组分的强子的存在,实验寻找奇异强子态的努力一直没有放弃。03年以来,多个实验组声称找到了五夸克态,对它的理论研究无疑是迫切而重要的。
本文将利用QCD求和规则系统研究五夸克态,包括它的存在性和物理性质。在一个简短的引言之后,第二章将简单描述QCD求和规则的基本理论框架,并介绍在我们的工作中所用到的光锥求和规则和有限能量求和规则。第三章介绍我们利用光锥求和规则计算五夸克态Θ<+>磁矩的工作,在该章的后半部分,我们利用成团夸克模型估算了J=1/2的味道反十重态和八重态五夸克态磁矩,并利用相同的模型对重味五夸克态的磁矩和质量作了估算,得到的结果表明不同成团夸克模型下重味五夸克态的磁矩和质量差别很大,这一结果对于利用实验检验模型的正确性有一定的指导意义。
鉴于五夸克态存在与否在实验上尚存在争议,第四章中介绍了我们利用有限能量求和规则对J=3/2五夸克态的存在性所作的研究。初步的计算表明它可能并不存在,当然,更明确的结论要求更全面的理论计算和分析。