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在本文中,我们从手征微扰理论(ChiralPerturbationTheory)出发,在势模型的基础上研究了DD*、DD以及D∧c的分子态结构,而后又在求和规则中增加了瞬子效应研究了奇异强子态0++的物理性质,从而对f0(1370)、f0(1500)、f0(1700)和在能量区间2000MeV~2300MeV之间的一些强子态做了一定的预言。
由于朴素夸克模型在解释新发现的强子态的时候的局限性,人们逐渐发展了一些新的模型来研究和解释在实验上发现的奇异强子态的结构,比较常用到的有势模型和混杂子模型。本文在简单介绍了强子物理的发展状况之后,介绍了有效场理论的思路和手征微扰理论的建立方法。手征微扰理论是在QCD低能非微扰效应导致直接计算强相互作用不能实现的环境下发展起来的有效理论,从对QCD拉氏量的对称性研究出发,得到了有效拉氏量。通过手征微扰理论,我们在低能区域,可以不涉及夸克和胶子的相互作用,而在强子的层面来研究强子结构。
之后我们介绍了2个基于手征微扰理论的工作:
第一个是在势模型下对于介子-介子的分子态结构的研究。实验上发现的共振态X(3872)被很多人认为DD*的分子态结构,之前的工作都是在单介子交换的模型下计算的,我们计算了他们之间的双π介子和双k介子的相互作用势,我们发现当增加了双介子的交换作用之后,虽然势的绝对值变化不大,但是对于形成束缚态的截断∧的变低的作用还是很明显的,在不考虑双π和双k的作用的时候,我们只能在∧≧1750MeV的时候发现束缚态,增加了双π和双k的作用之后可以将截断压低到1360MeV,尤其是双π能够将截断减小到1450MeV。虽然最后得到的截断的值还不是太小,但有足够的理由相信DD*分子态结构是有可能存在的。在此基础我们计算了DD的分子态结构可能,由于他们之间没有单π交换的作用,所以形成束缚态的要求要高许多,最后在只有双π交换的基础上,我们在截断1750MeV的时候发现了DD才能形成束缚态,这个截断就显得太高了。不过这对于我们继续研究介子和重子之间的相互作用给出了一些暗示。
第二我们研究了介子-强子之间的分子态结构可能。基于DD的结果,我们发现双π的作用也许在介子和重子之间会有较大的作用,事实也证明如此,在D∧c之间,我们最后在截断∧=1150MeV的时候发现了束缚态,这个截断和计算氘核的截断是相同的,所以我们相信这种形式的束缚态是完全有可能形成的。
最后我们用了另外的模型研究了0++态的一些性质,在QCD求和规则的基础上,我们增加了瞬子效应研究了混杂子流gqσμvGμvαTqq,也对混杂子和胶球的混杂态进行了研究。我们最后发现(uug+ddg)/√2(ssg)和胶球的混合质量会落在1.4~1.8GeV(1.4~2.2GeV)及1.8~2.2GeV(2.2~2.6GeV)两个区间,这对于解释拥挤的f0(1370)、f0(1500)、f0(1710)和在2.0GeV~2.3GeV的四个0++强子共振态提供一些帮助。