轻重子的耦合道效应

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近年来,世界各大实验合作组积累了大量的实验数据,从2003年以来,BaBar、Belle、BES、CLEO、CDF等实验合作组相继报道了大量的新强子态,即所谓的“X,Y,Z”粒子,例如:X(1835),X(3872),Y(3940),Z(4160),Z(3930),Zb(10610)等。这些强子态都不能用传统的夸克模型来很好的解释,对此,理论家和实践家尝试了各种各样的解释,主要有:多夸克态,分子态,混杂态等。虽然到现在,我们实验中还没有看到多夸克强子态,但是,我们的理论,量子色动力学对与多夸克体系的存在并不排除。有一部分理论家认为这些新的强子态可能不是简单的两夸克或三夸克系统,而可能是一些介子或重子的分子态、多夸克态等。对于重子部分,传统的夸克模型我们知道,重子是由三个夸克组成的,而且对于大多数的重子的性质都可以用三夸克系统做很好的描述,但是也有一些例外的,比如说近年来发现的N(1440),Λ(1405)等,宇称虽然是正的,但是我们用夸克模型的理论计算的质量明显大于实验中发现的值。可以看出,对于这些重子态的描述,我们的传统夸克理论是存在局限性的。由于受到在处理介子方面问题的启示,我们的研究者提出了,重子除了三夸克之外是否也存在多夸克体系呢?或者说有可能是三五夸克的耦合态?所以本论文的工作就是围绕这个话题展开,在我们的传统理论夸克模型下,利用3P0模型考虑稱合道效应,计算可能的五夸克成分造成的重子的质量平移及重新调参下,研究5夸克造成的影响是否被模型参数吸收。  3P0模型[5-8]就是夸克对产生模型(QPC),Micu首先提出了这个模型,Le Yaouanc,Ackleh,Roberts等人对模型进行了改进和推广。3P0模型适用于OZI(Okubo,Zweg and Iizuka)规则里面所描述的两体影响。人们已经利用3P0模型对可能带着u,d,s,c,b夸克的重介子、重重子做了一系列的研究和计算,得出的影响振幅与分波宽度等与实验的数据吻合的较好。多高斯展开算法(GEM)[10]是Kamimura等人研究μ分子和μ原子碰撞的非绝热三体计算而提出的。该算法在核物理中已经被证明是一种行之有效的精确少体计算方法。近几年,Hiyama和我们已将该算法成功地推广应用到强子物理研究。GEM方法的思想是:先将体系的波函数用多个高斯波函数展开,通过变分法求解系统的本征能量和波函数。该方法的主要特点是:当选择合适的高斯个数后,计算精度高,收敛速度快;可以方便地推广应用到含有多夸克的强子物理问题中。我们的工作就是在3P0的模型框架下,运用多高斯的收敛快和精确的效果,对基态轻重子的空间部分进行多高斯展开,考虑耦合道效应,计算五夸克成分引起的重子的质量平移。并进一步研究五夸克效应是否可以被模型参数所吸收。  首先我们利用多高斯展开的方法计算了三夸克集团的能量和波函数,然后利用3P0模型研究了由于考虑五夸克成分,非奇异重子的质量移动。作为初步工作,五夸克成分被约束为两个色单态集团:3夸克集团和两夸克集团,并且所有的色单态集团都处于基态,即所有的轨道角动量都为0。若采用拟合三夸克重子的质量与实验数据,N和Δ的质量移动分别为:-315.04MeV和-523.1MeV,由此得到的Δ和N的质量差为130.3 MeV,较多地偏离了实验数据。为了检验这个耦合道效应是否可以被模型参数吸收,我们重新调整了参数,是考虑五夸克成分以后的重子的质量符合实验值,对于非奇异基态重子,我们可以达到目的,但是对于处于激发态的重子和带奇异数的重子,我们目前没有计算,这是我们的下一步工作。
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