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本文主要讨论三个方面的研究工作:含两个重夸克的重子的性质,格点QCD数据的手征延拓,以及高密物质中的真空涨落效应。
重夸克有效理论极大地简化了重味强子的理论研究。在重夸克极限下,含两个重夸克的重子可以被认为由一个重的双夸克和一个轻夸克组成。我们利用Bethe-Salpeter方程研究了重的双夸克和重子的波函数,质量谱,以及它们的衰变。我们对Bethe-Salpeter方程的相互作用核采用了协变瞬时近似。我们研究了含两个重夸克的重子的基态和第一轨道激发态。为反映出重的双夸克的内部结构,我们引入了重的双夸克与强子内部的胶子的相互作用的有效顶点的形状因子,并用Bethe-Salpeter方程计算了这一形状因子。
格点规范理论是目前唯一能从量子色动力学第一原理出发研究非微扰强相互作用现象的工具。我们基于重-轻系统的手征微扰理论和非相对论组分夸克模型提出了延拓重介子衰变常数的格点数据的函数形式。在低能区域,π介子的单圈图对重介子的衰变常数产生非解析的贡献。由于格点数据数据处在夸克质量较大的区域,可以利用非相对论组分夸克模型拟合。我们最终给出B介子衰变常数的物理值并对模型参数进行了讨论。
对中子星性质的研究一直是粒子物理,核物理,以及天体物理研究的热点。我们基于相对论平均场模型,在强子的自能中引入单圈图的修正,以此来研究真空涨落对高密物质的性质的影响。真空涨落修正使得介子的有效质量依赖于介质的密度。考虑了真空涨落之后,高密物质的状态方程变软,因此得到的中子星的最大质量变小。我们研究了核子中子星与含超子的中子星两种情况。超子的引入同样使得高密物质的状态方程变软。