【摘要】：非微擾量子色動力學(NPQCD)是當前粒子物理所面臨的重大課題,仍有很多問題尚未解決。人們運用微擾量子色動力學(PQCD)可以精確地計算包含大動量轉(zhuǎn)移的硬散射過程,但是對于部分子的強子化等軟過程,微擾QCD不再適用,只能通過一些非微擾方法來處理,如:格點規(guī)范理論、QCD求和規(guī)則、唯象的夸克模型等。強子的內(nèi)部結(jié)構(gòu),是與非微擾QCD密切相關的課題。實驗發(fā)現(xiàn)的超出傳統(tǒng)介子重子夸克模型的奇特粒子的數(shù)目急劇增加,目前尚未有一種系統(tǒng)而可靠的模型能夠較為全面地描寫各類強子的內(nèi)部結(jié)構(gòu),對它們在高能過程中的產(chǎn)生更是無能為力。事實上,強子的產(chǎn)生過程非常重要,對理解其結(jié)構(gòu),特別是在強子化這樣一個動態(tài)過程中所體現(xiàn)出來的結(jié)構(gòu),具有重要意義,而目前大多數(shù)的研究主要集中在其衰變過程或靜態(tài)性質(zhì)等方面。通過重味強子,特別是多夸克強子,深入研究其在強子化這一軟過程中的產(chǎn)生機制,是研究強相互作用,檢驗標準模型和理解禁閉機制的重要手段。另外,普通強子(介子和重子)由于其價夸克系統(tǒng)顏色結(jié)構(gòu)是唯一確定的,因而難以提供有關QCD豐富的顏色結(jié)構(gòu)信息。要得到更多的顏色結(jié)構(gòu)信息,就必須研究色結(jié)構(gòu)不唯一的多夸克系統(tǒng)(多夸克態(tài)),從而能夠?qū)CD的低能行為有更好的了解。在這些研究中,研究產(chǎn)生過程對理解顏色結(jié)構(gòu)及其它結(jié)構(gòu)信息,如:色重組、色連接、預禁閉等問題,具有重要意義。由于非微擾QCD困難,因此,唯象模型仍然是常用的方法。圍繞上述中心課題,本論文主要做了以下幾方面的工作:·高能強子-強子碰撞中新束縛態(tài)的產(chǎn)生。在非相對論波函數(shù)框架下,過程因子化為零點波函數(shù)模方和相對動量趨于0的組分強子振幅模方,后者可借助事例產(chǎn)生器獲得。在高能強子對撞機上多重產(chǎn)生過程中研究了奇特強子束縛態(tài)的產(chǎn)生,這一研究為有關的奇特強子的測量提供了重要信息。例如,基于我們的計算,人們可進一步估算來自X(5568)衰變的、可被直接探測到的信號粒子的運動學分布。這是計算產(chǎn)生的實用意義之一。我們發(fā)現(xiàn),無論是在Tevatron還是LHC,無論是在中心快度區(qū)還是大快度區(qū),信號介子π都具有足夠的能量,可被檢測到。當積累了足夠多的極化實驗數(shù)據(jù),人們就可對現(xiàn)有的關于極化強子產(chǎn)生的事例產(chǎn)生器進行很好地改進,那么本文的方法也可給出自旋較大的束縛態(tài)的結(jié)果,從而構(gòu)造強子極化和奇特強子態(tài)研究的良好平臺�！じ吣躤+e-湮滅反應中多夸克態(tài)強子的產(chǎn)生。具體包括:我們研究了硬碰撞產(chǎn)生的四夸克系統(tǒng)(Q1Q2Q3Q4)的一種特殊的色連接及e+e-湮滅過程中相應的強子化效應。我們指出,除了流行的模型所采用的,兩個色單態(tài)集團分別獨立地碎裂為強子的正常色結(jié)構(gòu)以外,末態(tài)四夸克系統(tǒng)還存在著有些特殊的色連接,這種色連接支持雙重重子或四夸克態(tài)(如XYZ粒子等)的產(chǎn)生。我們以(?)CC和X(3872)的產(chǎn)生為例,利用Lund弦碎裂模型和夸克組合模型,研究了這種特殊色連接的強子化及相關效應的運動學特征。其中最重要的是3-jet事例中雙重重子/四夸克態(tài)及某些新束縛態(tài)的產(chǎn)生。此外,對于3-jet事例,我們發(fā)現(xiàn)強子化對模型不敏感,通過特殊粒子流的弦效應也能夠更精確地探尋色連接方式。我們研究e+e-碰撞中隱粲五夸克態(tài)產(chǎn)生的一種可能機制,即通過一對色八重態(tài)的正反粲夸克對cc碎裂產(chǎn)生。這一分析可直接應用于B工廠當前及未來的實驗中。我們發(fā)現(xiàn),在B工廠能量下,e+e-→ccg→pc+X過程占主要貢獻,而在Z0能量下,Pc主要在兩.jet事例中產(chǎn)生。這些研究結(jié)果還表明了在e+e-反應中去尋找五夸克態(tài)直接產(chǎn)生的可行性,這對理解五夸克態(tài)的性質(zhì)非常重要。我們的方法還可應用到e+e-碰撞中產(chǎn)生含有bc或cb的五夸克態(tài)的研究中。未來的高能e+e-碰撞,如高亮度的Z工廠、CEPC及直線對撞機等,會積累大量與我們的研究相關的事例數(shù)據(jù)。因此,高精度的測量完全能得以實現(xiàn),這種隱粲五夸克態(tài)在e+e-對撞機上的直接產(chǎn)生一旦被證實,將對理解夸克模型和強相互作用十分有利。·在上述研究中,各類高能多重反應中相關的兩個或數(shù)個強子的相空間關聯(lián)對于進一步研究強子分子的產(chǎn)生機制和結(jié)構(gòu)具有重要意義,因此,值得在將來實驗和唯象理論兩方面深入研究。結(jié)合不同實驗組關于X(5568)產(chǎn)生的觀測結(jié)果的不一致問題,我們進一步研究了兩個組分粒子的關聯(lián)(DD*關聯(lián)和BsOπ±關聯(lián))及其不變質(zhì)量譜,這些結(jié)果對理解不同實驗間的差異提供了參考。
【圖文】：

文獻［７－１１］從不同方面系統(tǒng)地報到了這些粒子的研究現(xiàn)狀。然而，目前沒逡逑有一種系統(tǒng)而可靠的模型能夠較為全面地描寫這些新強子態(tài)的結(jié)構(gòu)。逡逑圖１．１形象地展示了這些理論解釋的物理圖象。例如，對于組分夸克完全相逡逑同的兩個體系圖（ａ）和（ｃ），其中，圖（ａ）是兩對正反夸克（ｃｉｉ和Ｗ）分別組合成逡逑兩個色單態(tài)的集團（介子和反介子），它們之間通過交換色單態(tài)的７Ｔ相互作用形逡逑成強子分子。而在圖⑷中，兩個夸克和兩個反夸克分別組成一個帶色的ｄｉｑｕａｒｋ逡逑（ｃｍ）和一個ａｎｔｉ－ｄｉｑｕａｒｋ邋（而），它們之間通過交換帶色粒子而形成無色的強子。．逡逑可見，組分夸克相同的強子態(tài)，可能呈現(xiàn)出非常不同的結(jié)構(gòu)，特別是從顏色結(jié)構(gòu)逡逑上看則更為直觀。從ＱＣＤ的基本特性（色對稱性及色禁閉性質(zhì)）來看，則有多逡逑種可能的色結(jié)構(gòu)。如果這類強子內(nèi)部顏色結(jié)構(gòu)變化是一個動態(tài)過程，則不能確定逡逑色結(jié)構(gòu)

邐．逡逑在標準模型中，夸克、輕子和傳遞相互作用的媒介粒子構(gòu)成了物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基逡逑本單元，如圖２．１所示。逡逑其中，夸克是自旋為１／２的費米子，分為三代：逡逑（邐＼邐（邐＼邐（邐＼逡逑ｕ邐ｃ邐ｔ逡逑，邋，逡逑ｄ邐ｓ邐ｂ逡逑Ｖ邐／邐＼邐／邐＼邐）逡逑共有６種味道：上夸克（《）、下夸克Ｗ）、奇夸克（ｓ）、粲夸克（Ｃ）、底夸克逡逑（ｆｃ）、頂夸克（？）。按照質(zhì)量的大小，通常將《、ｒｆ、＾看作輕夸克，ｃ、６、ｆ為重逡逑夸克。其中，，頂夸克非常不穩(wěn)定，很容易衰變?yōu)榈卓淇恕３宋兜�，夸克還有３逡逑個顏色自由度，可用紅、綠、藍表示。每種夸克還有相應的反夸克，除了質(zhì)量以逡逑夕卜，其他量子數(shù)均為相應的夸克量子
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：O572.33

【參考文獻】

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本文編號：2688917