强子共振态中多夸克和分子组态效应研究

目前国际上各大科学装置的升级工程相继完成,并发现了大量的新强子共振态，它们的结构正在热烈的争论之中。本项目结合新近的实验数据，应用并扩展QCD理论方法和模型，研究重味强子共振态的质量谱和衰变，进而辩认传统QCD夸克模型不能很好解释的重味强子态的结构，并为实验提出新的建议。一方面，应用并扩展QCD夸克模型，研究多夸克或强子-强子组态对重味强子共振态的效应，辩认那些传统QCD夸克模型不能很好解释的强子共振态是否是多夸克或强子分子为主的态；另一方面，应用QCD求和规则和光锥QCD求和规则等非微扰方法，研究重味强子的非微扰参数，如强子衰变常数，重味强子态到轻强子的跃迁形状因子以及相关的强耦合衰变常数等，并利用这些研究成果，应用微扰QCD方法计算它们的衰变分支比,达到从不同理论方法和途径认识强子共振态结构和性质的目的。本项目将有助于完善低能QCD理论方法和模型，深化对强子结构和强相互作用的认识。

国际上各大科学装置的升级工程相继完成，并积累了大量重味强子谱和衰变的实验数据。本项目结合新近的实验数据，应用并扩展QCD理论方法和模型，研究了一些重味强子共振态的质量谱及其衰变，进而辩认传统QCD夸克模型不能很好解释的重味强子态的结构，并为进一步实验提出了建议。主要开展了以下工作：（1）结合BESIII对粲夸克偶数缴发态到双矢量介子衰变 χ_cJ→ΦΦ 的实验观测，分析了目前各种理论模型解释的不足，通过极化衰变的螺旋度振幅分析，给出了衰变联合角分布公式，并从微扰QCD、3P0模型和光锥QCD求和规则研究了角分布的极化参数，发现三者均偏离实验数据，但3P0模型明显地促进了螺旋度破缺。（2）正负电子对撞Λ_c^+ Λ ̅_c^-对的大产生截面为在正负电子对撞的τ-粲工厂研究了重味重子Λ_c^+/Λ ̅_c^- 提供了机会。我们基于螺旋度振幅分析和Λ_c^+结构假定，给出了估计Λ_c^+自旋指定统计有效性的公式和方法，并基于自旋指定的统计有效性和蒙特卡洛模拟，建议使用过程 e^+ e^-→Λ_c^+ Λ ̅_c^-，Λ_c^+→ pK_s^0 来决定Λ_c^+ 的自旋。（3）考虑禁闭的标量和矢量洛伦兹结构，并扩展核物理中少体计算的多高斯展开方法，在组分夸克模型框架下非微扰地计算了重味介子的质量谱及其电磁性质，获得了与实验上肯定态一致的理论结果，也从质量谱、电磁跃迁和轻子衰变辩识了实验上最新找到的重味介子共振，讨论了不能纳入这个理论计算结果的可能态的结构。（4）基于旋转群SO(3)和置换群S4对称，并使用关联四体系统任意两组内部坐标的波函数的变换系数，构造了全同四夸克系统的空间独立基矢，并对谐振子夸克模型给出了高激发态空间基矢；推导了关联五体系统任意两组内部坐标的谐振子波函数的变换系数，为研究五夸克态、重子高激发态中的五夸克分量、重介子—重重子体系提供了理论计算方法。这些研究在一定程度上完善了低能QCD理论方法和多体计算方法，深化了对强子结构和强相互作用的认识。