手征夸克模型下介子—介子相互作用与新强子态研究

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QCD无法严格求解在低能区的强子物理相关问题,因此必须借助各种唯象模型,采用非微扰的办法,来加以处理。我们的手征SU(3)夸克模型和扩展的手征SU(3)夸克模型是比较成功的模型理论,因为它们能够较好解释基态重子能量、氘核结合能、核子——核子散射相移、核子——超子散射截面以及核子——K介子散射相移等问题。  近些年来实验上发现了一系列charmonium-like或bottomonium-like的XYZ态,例如X(3872)、Y(4260)等等。它们很难被解释为通常的粲夸克偶素或底夸克偶素。某些新强子态,例如X±(4430)和Z±b(10650),是带电的,这就更说明其内部必然包含轻夸克成分。人们通常采用分子态、四夸克态和夸克胶子混杂态这几种模型来解释这些态。本文将在我们的模型下研究重味介子相互作用问题,讨论某些XYZ态是否可以解释成分子态(molecule)。  之前我们的模型被用来研究研究重子——重子相互作用和重子——介子相互作用。这些工作都采取共振群方法(RGM)以求得强子系统的束缚能、散射相移等等物理参数。不同于这套办法,本文推导出了S波——S波重味介子等效相互作用势、S波——P波重味介子等效相互作用势和P波——P波重味介子等效相互作用势的解析形式,然后通过解薛定谔方程,可以求得相应强子系统的束缚能和散射相移、散射截面。本论文的主要工作包括三方面:  S波——S波重味介子相互作用。我们讨论了hidden-charm的D(D),D(D)*,D*(D)*三个系统,以及它们的B介子对应B(B)、B(B)*、B*(B)*三个系统。结果表明,介子间相互作用势总是吸引的(这个结论对涉及P波介子的系统也是成立的)。在某些量子态下,我们可以得到束缚态。我们的结果给出了X(3872)、X(3940)、Z±b(10610)和Z±b(10650)的分子态解释。  S波——P波重味介子相互作用。我们讨论了hidden-charm的D(D)1,D(D)*0,D(D)*2,D*(D)1,D*(D)*0,D*(D)*2六个系统以及与之对应的hidden-bottom的B(B)1,B(B)*2,B*(B)1,B*(B)*2四个系统。我们的结果支持将X(4350)、X(4360)、X(4160)和Y(4260)解释为分子态。我们的结果不支持将同位旋矢量的带电的XYZ态X(4430)±和X(4250)±系统解释为分子态。  P波——P波重味介子相互作用。我们讨论了两个相同构成的正反介子系统D*0(D)*0、D1(D)1和D*2(D)*2;两个不同的正反介子系统(D)*0(D)*2、D1(D)*0和D1(D)*2以及它们的B介子对应B1/(B)1、B1(B)*2、B*2(B)*2系统。我们同样得到了一系列束缚态,但是目前为止都没有物理实验上可以与之对应的XYZ态。  我们采用这套方法的确得到了不少有意义的结果。由于波函数反对称化的要求,这套办法不能处理含有多个同味夸克的系统。我们希望今后的工作里可以考虑:1,带有奇异夸克的系统;2,耦合道的贡献;3,自旋轨道耦合力和张量力的贡献。
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