五夸克模型的研究.pdf

1、近兩年來，多夸克系統(tǒng)成為人們研究的熱點之一。其中五夸克系統(tǒng)：Θ<'+>的實驗爭論尤其熱烈。首先根據(jù)手征孤立子模型的預言，2003年LEPS實驗組聲稱在rn→K<'+>K<'->n，反應中發(fā)現(xiàn)了一個新的奇異數(shù)為+1的重子共振態(tài)，可衰變?yōu)楹俗雍蚄介子，衰變寬度小于25MeV，其自旋和同位旋分別為l／2和0，質(zhì)量約為1540MeV。由于奇異數(shù)為+l，其最小夸克組成為uudd 。隨后另外一些實驗組也宣稱觀察到了此共振態(tài)。但也有一些實驗組沒有觀測

2、到Θ<'+>。 當前量子色動力學(QCD)被公認為是處理強相互作用的基礎(chǔ)理論，其基本自由度是夸克和膠子，在高能情況下QCD具有漸近自由的特性，可以采用微擾論的方法精確求解，對于中低能物理：由于微擾論不再適用，再加上QCD的復雜性，很難直接利用QCD理論來解具體問題，如強子相互作用和多夸克系統(tǒng)。所以現(xiàn)在，包括將來一段時期內(nèi)，人們不得不借助于各種在量子色動力學指導下的夸克模型來研究強相互作用系統(tǒng)。從QCD理論我們知道，夸克間的相互

3、作用一般來講是多體相互作用，普通強子由于夸克數(shù)少，難以反映相互作用的多體性，只有多夸克系統(tǒng)，才能充分顯示多體相互作用的特點。因而研究多夸克系統(tǒng)，可以使我們獲得更多的關(guān)于低能QCD的信息。 目前，主要的夸克模型有：口袋模型，孤立子模型和勢模型等。研究強相互作用和多夸克系統(tǒng)最方便和應用最多的是勢模型。用這些模型都能較成功地描述了強子的性質(zhì)及強子相互作用。由于模型都帶有參數(shù)，可以通過調(diào)節(jié)參數(shù)來符合實驗數(shù)據(jù)，因此，現(xiàn)有的實驗數(shù)據(jù)，很難對

4、現(xiàn)有的模型的有效性作出明確的判斷。為了試圖去解決這個問題，一方面，需要尋找對模型敏感的場合；另一方面，理論模型應進行盡可能多的定量計算，去符合現(xiàn)有實驗數(shù)據(jù)和預言新的實驗結(jié)果。多夸克系統(tǒng)可能是一個很好的場合。各種模型，包括格點QCD在某些多夸克態(tài)上給出了不同的結(jié)果。 上述夸克模型都能很好地描述強子的性質(zhì)，但是推廣到強子相互作用時，都存在一些不足之處。如往往得不到核力的中程吸引。20世紀90年代初，由F.Wang等人，在傳統(tǒng)組分夸克

5、模型(即Glashow-Isgurr模型)基礎(chǔ)上發(fā)展了一個新的模型——夸克退定域色禁閉模型(QDCSM)，在保留原來模型對強子性質(zhì)成功描述的基礎(chǔ)上，得到了核力的中程吸引。它考慮了夸克間的相互作用與夸克所處的狀態(tài)有關(guān)，并將各種不同色結(jié)構(gòu)的耦合效應用色屏蔽來近似。模型中另一個重要的特點是允許多夸克系統(tǒng)通過自身的動力學效應來選擇一個合理的結(jié)構(gòu)。這個模型參數(shù)少，有很強的預言能力。將模型應用于核子一核子、核子一超子散射等研究，已經(jīng)取得了成功。應用

6、于六夸克系統(tǒng)，也得到了一些有意義的結(jié)果。本文就是應用夸克退定域色屏蔽模型模型(QDCSM)來研究五夸克態(tài)。QDCSM主要用于兩個色單態(tài)結(jié)團。本工作將QDCSM推廣到具有各種非色單態(tài)結(jié)團的五夸克系統(tǒng)。這是本工作的創(chuàng)新之處。本文在此框架下，采用絕熱近似，對各種空間結(jié)構(gòu)的五夸克系統(tǒng)進行定量計算。最后還考慮了各種結(jié)構(gòu)的混合。在利用重子和K介子的質(zhì)量確定模型參數(shù)后，對ud-ud-和四面體結(jié)構(gòu)我們可以得到質(zhì)量約為1540MeV的五夸克系統(tǒng)，可能會存