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四夸克态质量的一相对论夸克模型研究

西南大学学报（自然科学版） 2008年第5期30卷 14-17页

作者：丁玮西南大学物理科学与技术学院重庆400715

考虑四夸克态是双夸克和双反夸克的束缚态,在一相对论夸克模型下利用变分法计算了轻重四夸克态的质量.采纳夸克-夸克及双夸克-双反夸克之间的相互作用为单胶子交换势与标量和矢量线性禁闭混合势的总和,使用拟合基态介子质量得到的参数... 详细信息

考虑四夸克态是双夸克和双反夸克的束缚态,在一相对论夸克模型下利用变分法计算了轻重四夸克态的质量.采纳夸克-夸克及双夸克-双反夸克之间的相互作用为单胶子交换势与标量和矢量线性禁闭混合势的总和,使用拟合基态介子质量得到的参数作为输入,计算了0++的轻、重四夸克态的质量.计算的结果支持X(3872),Y(3940)是含有粲夸克的0++重四夸克态;f0(600),κ(800),f0(980)和a0(980)是0++的轻四夸克态.

关键词：双夸克四夸克态相对论夸克模型

四夸克态X（6900）和双夸克与双反夸克之间相互作用的研究

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四夸克态X（6900）和双夸克与双反夸克之间相互作用的研究

作者：韩昕天津大学

学位级别：硕士

自Higgs玻色子在实验上被发现之后,粒子物理标准模型中预言过的所有粒子已经全部被证实,这是物理学历史上的一个重大成就。然而目前关于强子内部结构的问题还没有完全了解。在标准模型中,夸克通过强相互作用构成强子。实验上发现的强子... 详细信息

自Higgs玻色子在实验上被发现之后,粒子物理标准模型中预言过的所有粒子已经全部被证实,这是物理学历史上的一个重大成就。然而目前关于强子内部结构的问题还没有完全了解。在标准模型中,夸克通过强相互作用构成强子。实验上发现的强子态可以分成介子和重子:介子由一对正反夸克构成;重子由三个夸克构成。但是,以2003年美国的Ba Bar实验组和日本的Belle实验组分别发现的粲奇异介子D~*(2317)和类粲偶素态X(3872)为开端,陆续涌现出大量的奇特强子态,其内部结构不同于传统夸克模型中的介子与重子。在过去的二十年里,实验上发现了大量的奇特强子态。例如:Ba Bar实验组发现的类粲偶素Y(4260)、Belle实验组发现的类底偶素态Z(10610)、LHCb实验组发现的两个隐粲五夸克态P(4380)和P(4450)等等。这些奇特强子态是近年来强子物理领域的热点之一,理论科学家们致力于解释这些奇特强子态的内部结构,但目前还没有一个统一的理解。最近LHCb合作组报道了关于可能的全粲四夸克态的结果。他们在di-J/ψ的末态质量谱中发现了一个新的结构X(6900),此结构被广泛认为是cc-(?)的四夸克态。在本论文中,我们利用Bethe-Salpeter(B-S)方程研究了可能的cc-(?)束缚态和双夸克态(cc)与双反夸克态((?))之间的相互作用。在这项工作中,被看成是轴矢量的色反三重态,(?)是轴矢量的色三重态,因此cc-(?)束缚态的量子数为0、1、2。从介子系统的相互作用势出发,认为双夸克-双反夸克系统的相互作用势包括单胶子交换势和线性禁闭势,并利用双夸克和胶子之间的有效耦合构建了双夸克与双反夸克系统的相互作用核,之后推导了不同量子数下的B-S方程。当我们对相互作用核中的参数取合适的值并对B-S方程进行数值求解之后,发现了一些奇特态的质谱接近于实验上给出的X(6900)的质量。此外,我们也进一步计算了bb-(?)束缚态的质谱。

关键词：四夸克态 Bethe-Salpeter方程双夸克强相互作用

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四夸克态质量的相对论性夸克模型研究

四夸克态质量的相对论性夸克模型研究

作者：丁玮西南大学

学位级别：硕士

近年来，实验观测发现的一些介子态无法在传统强子的夸克模型下得到合理的解释。理论上提出了胶球、四夸克态、分子态、四夸克态与介子态的混合态等多种模型，力求对其结构给以合理解释。量子色动力学(QCD)是目前公认的描述强相互作用... 详细信息

近年来，实验观测发现的一些介子态无法在传统强子的夸克模型下得到合理的解释。理论上提出了胶球、四夸克态、分子态、四夸克态与介子态的混合态等多种模型，力求对其结构给以合理解释。量子色动力学(QCD)是目前公认的描述强相互作用的基本理论。在低能区，由于长程的禁闭行为和QCD本身的复杂性，非微扰求解QCD遇到困难。各种符合QCD精神的模型被发展起来解释强子的性质。势模型是其中重要的模型之一，该模型采用势描述夸克之间的相互作用。一般认为它包括在短程区域起主要作用的单胶子交换库仑势和在长程区域起主要作用的禁闭势。本文的主要工作是采用已在解释传统强子态上获得巨大成功的势模型研究四夸克态的质量，并希望对一些奇特介子态提出可能的理论解释。计算中采用了Jaffe-Wilczek的双夸克模型，采纳了夸克-夸克及双夸克-双反夸克之间的相互作用为单胶子交换势与标量和矢量线性混合禁闭势的思想，考虑了相对论效应对四夸克态体系的影响。计算结果显示f(600)、κ(800)、f(980)、a(980)、D(2317)、D(2457)、D(2632)、X(3872)和Y(3940)有可能是双夸克-双反夸克束缚态。本文主要分为以下四部分：第一部分是文章的引言。第二部分介绍奇特介子态的最新实验和理论研究状况;第三部分基于线性禁闭势是源于标量和矢量混合的思想，构造了到v／c级次的完全相对论修正的夸克-夸克、双夸克-双反夸克相互作用势;分析了采用双夸克模型的原因;阐释了双夸克-双反夸克相互作用势的选择依据。第四部分是在相对论性夸克模型框架下，假定四夸克态是双夸克和双反夸克的束缚态，利用变分近似计算四夸克态质量，并通过对计算结果的分析，探讨哪些奇特介子态有可能被辨认为是四夸克态。

关键词：相对论性夸克模型双夸克态四夸克态奇特介子态

关于X(3872)作为粲夸克偶素类四夸克态的色旋机制的进一步讨论

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西南大学学报（自然科学版） 2009年第7期31卷 101-106页

作者：田维钊万猛高钦翔遵义师范学院物理系贵州遵义563002 西南大学物理科学与技术学院重庆400715

分析了四夸克态的不同耦合道的色旋组态及不同耦合道的色旋组态之间的变换,进而采用拟合介子和重子质量得到的参数,在夸克间的色旋耦合相互作用下计算了X(3872)作为粲夸克偶素类四夸克态(cq-c-q)(q=u,d)的质量,并在色旋机制下对X(3872)... 详细信息

分析了四夸克态的不同耦合道的色旋组态及不同耦合道的色旋组态之间的变换,进而采用拟合介子和重子质量得到的参数,在夸克间的色旋耦合相互作用下计算了X(3872)作为粲夸克偶素类四夸克态(cq-c-q)(q=u,d)的质量,并在色旋机制下对X(3872)作为双夸克-双反夸克态和分子态进行了讨论.

关键词： X(3872) 四夸克态色旋组态色旋相互作用

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环状结构的四夸克态与QCD同分异构体

南京师大学报（自然科学版） 2009年第2期32卷 60-64页

作者：邓成荣重庆交通大学理学院重庆400074

在QCD弦模型的基础上,基于弦和化学键的相似性,提出了四夸克态的环状颜色结构和QCD同分异构体的概念.平方囚禁势的弦模型计算表明环状颜色结构的四夸克态和其他颜色结构的四夸克态有相近的能量.

关键词：四夸克态颜色结构夸克模型颜色共振

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夸克蜕定域色屏蔽模型中的四夸克态

南京师大学报（自然科学版） 2008年第1期31卷 47-51页

作者：赵苏艳平加伦南京师范大学物理科学与技术学院江苏南京210097

在夸克蜕定域色屏蔽模型框架下,采用绝热近似,系统计算了由重夸克组成的四夸克系统qq的能量.结果表明,少部分态是完全排斥的,大部分态都存在等效吸引,但是这些等效吸引还不足以形成束缚态.

关键词：夸克蜕定域色屏蔽模型双夸克结构四夸克态

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运用库伦规范哈密顿量研究四夸克态

运用库伦规范哈密顿量研究四夸克态

作者：莫莉琼广西师范大学

学位级别：硕士

强子的性质,例如质量、宽度、结构等等,多年来吸引了很多人的兴趣。根据盖尔曼和茨威格提出的原始的强子结构—夸克模型,强子是有三种基本粒子组成的。强子可以分为介子和重子。介子是由夸克和反夸克组成,重子是由三个夸克组成。夸克和... 详细信息

强子的性质,例如质量、宽度、结构等等,多年来吸引了很多人的兴趣。根据盖尔曼和茨威格提出的原始的强子结构—夸克模型,强子是有三种基本粒子组成的。强子可以分为介子和重子。介子是由夸克和反夸克组成,重子是由三个夸克组成。夸克和反夸克之间的强相互作用被称之为量子色动力学(Quantum Chromodynamics,简称QCD)。量子色动力学自1973年建立以来,至今已经历了40年的检验和发展,已经成为粒子物理中强相互作用的基本理论。夸克之间的相互作用是通过交换八个带颜色的胶子进行传递的,然而颜色SU(3)群的非阿贝尔性质使得胶子之间可以相互作用,导致了理论的复杂性。QCD理论的两个重要特点：渐近自由和色禁闭。渐近自由描述的是,当夸克间的距离很小时,夸克是渐近自由的。色禁闭描述的是,夸克被禁闭在强子中,不可能看到带色的独立夸克存在,只有颜色单态是可以单独存在的。在这两个极端之间,夸克与胶子的耦合常数随夸克间的距离增大迅速增大,甚至大于1,进入非微扰范畴。在强子能标下,即低能区,复杂的非微扰效应使得QCD很难严格求解,强子物理的研究不得不依赖模型理论。我们运用了QCD库伦规范哈密顿量的方法来计算含有粲夸克的四夸克系统的质量。在这个方法中,哈密顿量算符中没有自由的参数,库伦规范相互作用中弦张量σ和αs与之前文献中的一致,也与格点数据相符。这些优点让我们易于应用库伦规范哈密顿量来计算介子,胶球,混杂态和四夸克态的质量,而不是通过实验数据拟合的方法。尽管该方法得出的结果虽不是非常的精确,但是能给我们一个定性的图像理解。另外,除了传统的介子和重子(它们是QCD允许的不同颜色单态组成),还有胶球,混杂态介子,四夸克态,五夸克态等等[1]。早在1977年,贾菲Jaffe就已经证明了可能存在四夸克态qqqq。例如,f0(980)和α0(980)可能是在轻夸克部分四夸克态KK分子态的候选者。奇特态(不是传统的qq和qqq)的存在与理解,是QCD中最有挑战的问题之一。在轻味夸克部分,有两个稳定的矢量候选者在质量为1.3—1.4和1.6GeV,π1(1400和π2(1600),量子数Jpc=1-+[2,3]。在重味夸克方面,即使没有拥有奇特态量子数的态被确定,但是确实存在一些态,并且这些态不是传统的介子态。XYZ粒子是含有粲夸克的共振态,但是它们跟传统的cc能谱不一致。XYZ家族中第一个被发现的是X(3872),它是Belle在2003年发现的[4]。在B-→Kπ+π-J/Ψ衰变中,π+π-J/Ψ的不变质量贡献在3872附近有一个狭窄的峰。这个发现在相同的衰变过程中被BaBar实验确认。相继地,更多的XYZ共振态通过各种实验被发现。这本论文中,我们研究了两种颜色结构,即：颜色单态—单态和颜色三重态—三重态。对于颜色单态—单态,我们考虑两种味道组成。质量通过变分的方法得到,波函数里有三个变分参数,αA,αB和αI。一般来说,对于相同的自旋和轨道角动量,颜色三重态—三重态的质量是最重的。对于颜色单态—单态,拥有相同味道的夸克和反夸克更容易形成。自旋部分的能量随着夸克质量的增加快速的减小,然而,角动量部分的能量随着夸克质量的增加缓慢的减小。从数值结果中,我们可以知道X(3872)与我们计算的量子数Jpc=1++的(qq)1(cc)1四夸克态的质量非常接近。对于量子数Jpc=1—的四夸克态,我们发现有四个。其中三个为分子态还有一个是颜色三重态—三重态。它们的质量可以跟Y(4008),Y(4260),Y(4360)以及Y(4660)相当。对于那些没有确定Jpc量子数的四夸克态跟计算的1++态的结果很接近。所以,这些态的Jpc量子数可能是1++。因为我们没有计算超精细结构,我们对于这些计算结果不能给出一个确定的结论,另外,四夸克态、介子、胶球和混杂态的混合,和不同类型的四夸克态之间的混合也没有被考虑。这些都是非常有挑战性的工作。由于硕士期间时间限制,本论文做的还不够细致,在今后的工作中,我们还可以开展如下几个方面的工作。首先,可以继续计算含有B夸的重味四夸克态的能谱,帮助实验上寻找更高能量的粒子。其次,我们可以计算超精细结构,让计算结果更加精确。第三,我们在工作中考虑混合效应,介子、胶球、混杂态的混合以及不同类型四夸克态之间的混合。

关键词：库伦规范哈密顿量四夸克态 X(3872)

Ds（2632）四夸克态的QCD求和规则研究

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Ds（2632）四夸克态的QCD求和规则研究

作者：张建荣国防科学技术大学

学位级别：硕士

通常的Ds家族粒子可以用cs夸克结构解释。最近观察到的粲-奇异家族的新成员Ds(2632)有惊人的窄宽度，这对通常的理论提出了极其严峻的挑战。一些理论工作者提出四夸克态来解释新近观察到的Ds(2632)。虽然他们提出了一个极富探索性的物... 详细信息

通常的Ds家族粒子可以用cs夸克结构解释。最近观察到的粲-奇异家族的新成员Ds(2632)有惊人的窄宽度，这对通常的理论提出了极其严峻的挑战。一些理论工作者提出四夸克态来解释新近观察到的Ds(2632)。虽然他们提出了一个极富探索性的物理图景，但没有包含任何具体的动力学解释。因此，他们的解释并不特别令人满意。 QCD求和规则方法是在20多年前由Shifman、Vainshtein和Zakharov (SVZ)发展起来的，它在强子的唯象理论方面已经有了极其广泛的应用。这个方法的优点是非常显著的。通常的处理依赖于组分夸克确立的具体模型，而这里强子是由内插夸克流表示的。流的关联函数在算符乘积展开(OPE)的框架内引入和处理，短距离和长距离的夸克-胶子相互作用是分离的。前者用QCD微扰理论来计算，而后者由通常的真空凝聚项参量化。然后，把QCD计算的结果通过色散关系与强子态之和相匹配。由各种夸克构成的强子的大量特性参量已由QCD求和规则方法计算出了。在绝大多数问题中得出的结果与实验数据吻合得非常好，这非常令人振奋！因此，当需确定未知的强子参量，QCD求和规则是个可以信赖的工具。我们期望利用QCD求和规则办法，推导出Ds(2632)的质量求和规则，并计算出它的数值。在本文中，我们采纳了Ds(2632)为双夸克-反的双夸克态的观点，推导出了标量-标量型内插流的QCD求和规则。我们发现Ds(2632)的质量值与已有实验数据吻合得很好，这有力地支持了Ds(2632)的四夸克结构解释。

关键词： Ds(2632) 四夸克态 QCD求和规则

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隐重味四夸克态的质量研究

隐重味四夸克态的质量研究

作者：颜廷奇西北师范大学

学位级别：硕士

近二十年来,越来越多的重味强子态在实验上被陆续发现,其中包括双重重子Ξ和双重四夸克态T,以及其他的XYZ粒子。通过强子谱分析,一方面可以对这些强子态的内部结构作出解释,另一方面也可以对未发现的奇特强子态作出预言。通过研究这些... 详细信息

近二十年来,越来越多的重味强子态在实验上被陆续发现,其中包括双重重子Ξ和双重四夸克态T,以及其他的XYZ粒子。通过强子谱分析,一方面可以对这些强子态的内部结构作出解释,另一方面也可以对未发现的奇特强子态作出预言。通过研究这些重味强子态及其性质,我们有望更加深入地了解低能强相互作用。在本文中,我们使用统一的MIT袋模型系统地研究了隐重味四夸克态的质量。第1章介绍了粒子物理的标准模型、基本粒子的性质、强子的分类与夸克模型。同时我们还介绍了目前实验上所发现奇特态重味强子与多夸克态粒子,以及研究重味强子的理论模型和方法,并介绍了诸模型对四夸克态的研究。第2章简要介绍MIT袋模型的基本原理以及轻强子质量计算方法。同时还介绍了研究重味和轻味强子谱的一个统一的计算方法,其中包含了短程色电相互作用——束缚能,以及色磁相互作用项。我们将此模型的统一方法应用于含有两个和四个重夸克的隐重味四夸克态。通过波函数的颜色-自旋波函数构造,我们推导了强子质量求和公式、色磁相互作用矩阵,以及束缚能在不同颜色态下的标度关系。第3章我们在MIT袋模型中采用了一组统一参数,并加入了色磁相互作用与重夸克间(增强)的束缚能,从而系统地研究了包含两个和四个重夸克的隐重味四夸克态qQ(?),QQ’(?)’(q=s,u,d;Q=c,b,其中Q与Q’可以代表相同味道的重夸克)的所有基态的质量;通过确定色磁相互作用和束缚能,计算了由于色磁相互作用引起的自旋颜色态的混合。我们的计算表明中,隐重味的全重四夸克态的J=0态中,隐重味全粲四夸克态(cc(?))的基态质量是6469MeV和6572 MeV,隐重味全底四夸克态(bbbb)的基态质量是19685 MeV和19717 MeV,其中质量6572MeV与CMS观测到X(6600)的质量(6552±10±12MeV)吻合很好。进一步,我们还计算了隐重味四夸克态系统(cb(?)、sc(?)、sb(?)、nc(?)、nb(?))的所有基态质量,并且讨论了它们可能的强衰变道。此外,我们预言Z(4200)很可能是由J=1隐重味四夸克态nc(?)构成的。我们期待这些预言能够被将来的LHCb和CMS等实验所检验。第4章是对本文工作的总结以及展望。本文工作的优势在于确定了一组统一参数来计算基态隐重味四夸克态的质量,并给出了一些预言等待被实验验证。这些结论和成果可以用于改进模型,或者研究内部结构更复杂的奇特强子态,相关物理图像亦具有启发意义。

关键词：四夸克态色磁相互作用束缚能袋模型