强子共振的理论研究

强子-强子相互作用和强子共振态理论研究一直是目前中高能核物理前沿课题。由于幺正手征微扰理论成功地描述了很多实验上发现的强子共振态，因而应用此理论进一步研究和预言各种新强子共振态具有极大意义。本项目将对包括北京正负电子对撞机系统中北京谱仪(BES)在内的大科学装置上的实验数据，及一些感兴趣的如矢量介子-矢量介子、矢量介子-重子八重态和矢量介子-重子十重态系统，应用幺正手征微扰理论研究不同的奇异数、同位旋和自旋情况下产生的强子共振态的质量和衰变宽度；本项目还将利用手征夸克模型研究一些感兴趣的强子-强子系统, 分别考虑不同情况,如考虑核子共振态的耦合道效应、标量介子质量、标量介子混合角及Nambu-Jona-Lasinio模型给出的强相互作用参数等来进一步研究一些感兴趣的强子-强子相互作用系统。这些理论研究会有助于进一步理解强相互作用的本质，也为实验上的寻找提供合理的理论依据。

强子共振态和强子-强子相互作用是本项目的研究目标，围绕本项目开展了三个方面的工作。一是在强子层次上开展了强子共振态的理论研究。1)在幺正手征有效理论中引入有限体积量子化的想法，通过得到的分立能级，来研究和预言无限体积下共振态性质，取得了有意义的结果；2)首次系统研究了三体相互作用的固定点近似方法的适用条件，明确指出只有当中间态的激发能很低或为负值时这一方法才可能很有效，本工作为相关方向的研究澄清了误区，具有重要的理论意义；3) 提出J/ψ 衰变的另一种新模式，即认为可以衰变为一个矢量介子和一个张量介子的过程，且此时张量介子被认为是通过矢量介子-矢量介子相互作用动力学产生的张量共振态。通过对PDG和BES上的一些实验数据进行仔细的研究，发现这一新衰变方式可以合理地描述目前已知的实验数据；4) 推广了温伯格复合粒子条件并研究了重子十重态中介子-重子组成成分，对进一步认识共振态的本质提供有价值的理论基础。二是在夸克层次上，在手征夸克模型下，通过引入标量介子混合角的想法，重新开展了强子-强子相互作用研究。1)首先研究了实验上目前唯一发现的重子-重子束缚态-氘核的结构和性质。2) 考虑了N-Δ耦合道效应下研究了核子-核子不同分波散射过程。结果表明：只要适当调整σ介子的质量，不同的标量介子混合角下都可以合理描述氘核与核子-核子散射相移和散射长度等实验数据；3)推广到奇异系统。研究了核子-超子系统的散射截面并和实验结果相比较。结果表明：适当调节σ和κ介子的质量且在PDG合理范围之内也可以合理描述核子-超子散射实验数据；4) 预言了一些感兴趣的双重子束缚态。与不考虑混合角情况相比，我们发现在理想混合下非奇异双重子结合能基本不变，奇异数为-5和-6的系统的双重子态结合能大大减少,而奇异数为-3的双重子系统变成非束缚态。三为拓展的相关内容：1)讨论了重子谱中自旋-轨道力对核子最低负宇称态的影响；2)提出了构造粒子波函数的一种新方法并证实可以推广到构造任意多夸克波函数；3）提出了原子核转振临界区的一种新描述即在相互作用玻色子模型中引入O(6)高阶项相互作用来代替传统的U(5)-SU(3)方案来系统研究大形变核的量子相变现象，本工作揭示了临界区的这种新描述或许是有物理基础的，因而具有重要的理论意义。本项目在国内外期刊上已经发表了二十二篇相关文章。