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核子及核子激发态的研究，对于我们认识物质的基本结构以及QCD在低能区的非微扰特性有重要帮助。近几年来，这方面的研究有了长足的进步，这主要归功于实验手段及精确度方面的进展。以往的研究结果主要基于早期的πN散射数据，目前的研究已经扩展到光生，J/Ψ衰变以及质子质子散射实验中。这些新的实验手段，为我们提供了更多更准确的实验数据，进而为我们研究核子及其激发态的性质以及检验现有模型的正确性提供了基础和平台。本文的主要内容就是围绕着实验方面的相关进展展开的，一方面结合已有的实验数据对N*(1535)的性质进行了研究，另一方面为将来在兰州CSR质子质子散射实验中开展核子激发态的研究进行了预研，并给出了蒙特卡洛模拟的结果。同时，本论文也包含了对BES的J/ψ→γB(-B)一些实验的模拟工作。
BES的J/ψ衰变实验在研究核子激发态的性质方面具有独特的优势。相较于其它反应道而言，J/Ψ中衰变产生N*的过程没有t道交换图的贡献，在理论分析上，较其它反应道容易很多。同时，如果我们选择观测核子激发态的某些特殊的衰变道，例如KΛ和Nη道，也会因为同位旋守恒的缘故使分析的过程得到简化。更为重要的是，由于J/Ψ衰变中的N*的产生机制不同于以往的πN散射道，所以研究J/ψ衰变中的N*对于寻找丢失的共振态以及研究N*与奇异粒子的耦合有重要的意义。基于BES实验中J/Ψ→p(-p)η以及J/ψ→pK-(-Λ)的实验数据，我们分析了在反应J/Ψ→pK-(-Λ)中KΛ不变质量谱在阈值附近的加强。由分波分析的结果可以看出这个加强可能来自于一个JP量子数为1/2-，质量大约为1500～1650MeV的共振态，对于这样一个可能来自阈下的共振态，我们认为很可能是人们早已发现的N*(1535)。如果阈值的加强确实来自N*(1535)，那么它意味着N*(1535)与KΛ有着很强的耦合，在我们的工作中探讨了这一可能，并且发现N*(1535)与KΛ强的耦合对于N*(1535)的性质有非常重要的影响，同时我们也进一步讨论了与KΛ有很强耦合对于N*(1535)结构的解释可能带来的提示及其对于其它反应道如pp→pK+Λ,γp→KΛ以及πN→KΛ道所带来的影响。
分波分析方法是我们从实验中抽取强子信息的有力工具，它的基本原理是根据对称性的要求构造出满足对称性要求的所有的线性独立的不变振幅，动力学的因素全部放入各个振幅的耦合常数中，然后通过对实验数据的拟合，确定出各个分波的贡献。当某个分波中出现共振态时，还可以加入描述共振态的参数，根据对实验数据的分析得到相应的参数，以确定这个共振态的性质。根据对粒子态描述所选用的基的不同，相对论的不变振幅的构造一般分为两种，协变张量振幅和螺旋度振幅，这两种振幅的描述是完全等价的。不久前，BES在J/ψ衰变到γp(-p)的反应中发现在p(-p)不变质量谱的阈值附近有一个窄的加强，如果这个加强来自于一个共振态，那么为了确定这个共振态的量子数，进行分波分析就很有必要了。本文中，我们基于协变张量振幅方法构造了此过程的分波振幅，并在此基础上利用蒙特卡洛模拟的方法，给出了不同分波对应的角分布，这对于将来分析高统计量的实验数据是非常有用的。
利用核子核子散射实验来研究核子激发态的性质随着COSY实验数据的丰富也逐渐成为可能。质子质子散射过程中，质子之间通过相互作用，激发产生共振态，实验上通过观测末态粒子的达里兹图和不变质量谱来确认共振态的存在。由于在此能区人们并没有很好的理论，各种分析实际上都是建立在唯象的模型之上。在共振态模型中，共振态的产生是通过质子之间交换单玻色子来实现的，各个顶角中的耦合常数及形状因子都有一定的不确定性，不过随着实验数据统计量和精度的不断提高，以及对极化数据的测量，新的数据会对模型提出了越来越严格的限制，这为我们将来发展更严格的理论模型提供了条件。在本文中，我们针对人们在质子质子散射中比较感兴趣的奇异粒子产生道pp→pK+Λ和pp→nK+Σ+，在有效拉氏量共振态模型的基础上，对这些反应道做了蒙特卡洛模拟，给出了末态粒子的动量分布，角分布，不变质量谱和达里兹图，这些工作对于将来在这些反应道研究相关物理给出了理论上的参考，同时也可以做为探测器设计的理论依据。