组分夸克模型下产生夸克-反夸克对的传递位

从强子的夸克模型及其描述夸克间相互作用的QCD理论看来,核力是组成核子的夸克间交换色胶子的结果。当两核子重迭时,主要作用是单胶子交换。由于色禁闭,单胶子交换主要贡献于核力的短程部分。但交换色单态的夸克-反夸克对不受色禁闭的影响,将贡献于核力的中、长程部分。然而至今要用QCD理论完全自洽地求解这种问题仍是无能为力。人们通常借助于唯象模型即袋模型和势模型。在文献[1]中我们已用MIT袋模型及禁闭系统下     

探索中的五夸克粒子及其在原子核中的束缚态

多少世纪来，人们一直在为探索物质的基本组成而不懈努力着，从最原始的哲学意义上的“原子”到有一定科学依据的分子、原子，从质子和中子的发现到夸克和轻子的探测，等等。随着探索方法和实验手段的空前发展，随时都可能有惊人的新发现。例如，质子和中子再也不像以前人们认为的那样是不可分的点粒子，在高能电子与核子散射实验过程中，已明显地“看到”了核子的内部结构：组成它们的是夸克，由胶子传递的强相互作用把夸克“粘结”在一起。     

核子-介子耦合顶点的结构与核力中的介子交换过程

从六十年代发展起来的介子交换理论较好地对核力作了解释。强子的夸克模型的成功及量子色动力学(QCD)理论的发展,使人们希望有可能对核力的本质作更清楚的阐述。从夸克模型和描述夸克间相互作用的QCD理论看来,核力是组成核子的夸克间交换色胶子(gluon)的剩余相互作用的自然表现。当两个核子靠得很近互相明显重迭时,组成一个核子的     

μ子之谜

μ子,也曾被称为μ介子,至今仍是一种令人迷惑的粒子。早在三十年代,人们就在宇宙线实验中发现了μ子。由于它的质量介于电子和质子之间,因此称之为μ介子。但是,现在“介子”一词已被用来描述参与强相互作用并由夸克-反夸克组合所构成的玻色子,μ子显然不满足这些条件,所以不该再称它为μ介子了。μ子同电子中微子,以及在SLAG和DESY新发现的:τ粒子,应一起归入轻子一类。μ子比电子重200倍,不稳定,平均寿命为2.2微秒,但其它性质与电子相似。μ子和电子似乎都是“点状”粒子,它们的相互作用可用量子电动力学方法精确地进行计算。尽管如此,μ子和电子却不会相互转变。某种神秘的“μ荷”,象电荷一样,在粒子的相互作用中必须保持守恒。“μ荷”的守恒,     

胶子与夸克喷注中带电粒子多重数比率

高能e~+e~-湮没后电磁相互作用最初产生的一对夸克与反夸克(e~+e~-→q_00),通过强相互作用,最终碎裂成各种强子,形成2喷注事例。按照量子色动力学(QCD)理论,q_0与0都     

在J/ψ辐射衰变过程中1~(-+)胶子球的产生

量子色动力学(QCD)预期有胶子球存在,但如何将胶子球从由一对正反夸克构成的介子中区分出来,是一个很重要的问题.至今还没有发现由正反夸克构成的奇特(exotic)态,若     

组分夸克模型与量子色动力学间的联系——Ⅰ.基本参量间的关系

量子色动力学(QCD)是强相互作用的基本理论。实验表明,QCD Lagrange量中的基本参量即流夸克质量与强耦合常数是在高能过程中所显示的。另一方面,组分夸克模型在描述低能强子的基本性质方面获得了相当成功。因此一个挑战性的问题是:组分夸克模型与QCD理论如何联系?不少理论物理学家为此进行了努力探讨,因为这一问题不仅对我们认识唯象夸克模型,且对理解低能QCD并改进对强子及其相互作用是有十分重要意义的。至今,对上述问题研究的主要进展是导出了组分夸克质量与流夸克质量间的关系。     

高温高密度时的新物质形态

在高温高密条件下,夸克将解除禁闭形成全新的物质形态——夸克物质.本文从核物质的基本相互作用——量子色动力学(QCD)的基本对称性出发,首先简单介绍研究QCD相变的各种方法,阐述相变发生的物理机制和条件,然后着重讨论实现QCD相变的两种物理系统,即相对论重离子碰撞和致密星体.相对论重离子碰撞是制造高温环境的重要手段,核物质将形成全新的夸克胶子等离子体相(QGP).文中介绍了探测QGP的实验信号和高温环境特有的新奇物理现象.致密天体中的高密区则展现了极其丰富多彩的相结构.理论预示了与颜色和味道等自由度相联系的各类超导、超流态存在的可能性.相信在未来更大范围的束流能量扫描和对致密星体的精确观测中,我们将会对高温高密核物质的物态性质有着更加深入的认识.     

窥探质子深处

窥探质子深处研究人员通过德国汉堡的强子电子环形加速器（ＨＥＲＡ）发现，质子内部显示出特有的团块状，而且，它们与单个的夸克和胶子不同．电子和质子的高能量的冲撞结果表明，电子有时深入到质子的内部碰撞到深藏在质子中的一种新的粒子．“这是我们所没有料到的，’...     

NN中程吸引力的含隐色态组份的夸克模型研究

近十年来,人们作了许多努力试图从夸克模型(QM)说明NN相互作用。文献[2,7]用单胶子交换势解释NN相互作用的短程排斥,得到了一些结果。但是单胶子交换势能否给出NN相互作用的中程吸引却是一个正在探索而尚无定论的问题。有些人在单胶子交换势的基础上试图通过改进夸克模型来获得核力的中程吸引,Maltman和Isgur的工作是沿这个方向探索的代表。他们通过扩大夸克模型的基空间,考虑色、自旋和轨道激发,利用变分原理得到了包括短程排斥和中程吸引在内的等效NN相互作用势,并且指出大部份中程吸引是由带色的核子集团的P-波激发所产生的。     

高能物理中的非加速器实验

高能物理的同义词是基本粒子物理.在这个学科中有很多令人感兴趣的新领域,并不需要高能的大型加速器.在高能物理学中,一个目前尚小、但正在增加的部分,就是进行与基本粒子相关联的非加速器实验. 这类实验之一,是探测自由质子的自发衰变.企图统一强相互作用、弱相互作用和电磁相互作用的大统一理论预言,夸克和轻子并非绝对不变,而有可能由一种形式变为另一种形式,尽管其变化速度极为缓慢.这种假设的必然结果就是,质子也是不稳定的,会通过自发的放射性衰变而成为一个正电子(即带正电荷的电子)和一个介子.这个理论断言:质子的寿命大约为1030年.换言之,如果对     

真空凝聚解体与QGP的形成

QCD理论预言,当温度或密度足够高时,强作用物质系统将经历相变而成为夸克胶子等离子体(QGP).Lee曾多次强调,QGP既可由夸克退禁闭而形成,也可由真空中的集体激发来产生.在通过相对论性重离子碰撞形成QGP的流体力学模型讨论中,这两种生成QGP的物理机制都已被采用.关于退禁闭相变已有大量文献讨论,但对于真空激发尚缺乏具体的研究.我们的工作表明,由Friedberg和Lee提出的非拓朴孤子袋模型可以给出由真空激发     

组分夸克模型与量子色动力学间的联系——Ⅱ.组分夸克的基本性质

实验表明,量子色动力学(QCD)理论中的基本客体是在高能过程中所观察到的“流夸克”。另一方面,组分夸克作为有效自由度在描述低能强子的性质方面取得了相当的成功,那么,组分夸克如何与QCD夸克联系?组分夸克有哪些基本性质?近20年来,这些具有挑战性的令人感兴趣的基本问题,一直吸引着不少理论物理工作者为之进行努力探讨。因为这对理解QCD的低能行为,改进对强子结构及强子间相互作用的描述和认识具有重要意义。虽然人们对组分夸克的质量与QCD夸克(流夸克)质量间的联系有了一定认识,但是至今仍不能理解为什么低能标度下组分夸克间的有效耦合强度远大于同一标度下的QCD耦合,更没有很好理解组分夸克的一些基本性质,如它的形状因子和半径等。     

经典色荷运动方程

带有色荷的粒子在对应的场中的经典相互作用是令人感兴趣的。阿德勒(Adler)引入了经典的、不可交换的夸克源荷(这些色荷组成一个C~*代数),提出了代数色动力学理论,并指出     

非零质量胶子和Q准禁闭位势

人们猜测,量子色动力学(QCD)的拉氏量对色SU(3)定域规范的严格对称将有可能最终导致对夸克禁闭的证明。反之,如果这种对称性遭到破坏,禁闭将不复存在,人们将有可能观察到单个的夸克和胶子。除了理论上的兴趣外,近年来所报道的可能观察到分数电荷粒子的一些实验事例也加强了探讨夸克是否真正禁闭的必要性。De Rujula,Giles和Jaffe在     

物理学中11个最大未解问题

(续上期 )在超高温度和密度下 ,物质存在新的状态吗 ?在极端能量条件下 ,物质要经历一系列的变化 ,原子会分裂成它们的最小组成单元。这些组成单元是被称为夸克和轻子的基本粒子。就我们所知 ,这些基本粒子不会再分裂成更小的部分了。夸克非常喜好群居 ,人们从未看到过单个的夸克。相反 ,它们会与其他夸克结合形成质子和中子 (每个质子由三个夸克组成 )。进一步 ,它们会与轻子 (比如电子 )结合形成整个原子。例如 ,氢原子就是由一个质子和一个绕着它运动的电子组成的。接下来 ,原子会与其他原子结合形成分子 ,比如Ｈ2 Ｏ (水分子 )。随着温…     

超高能重离子碰撞与夸克-胶子等离子体

超高能重离子碰撞产生的带色的夸克-胶子等离子体,是一种在地球上还未曾见过的新的物质形态,它是未来物理学研究的一个重要方向。《超高能重离子碰撞与夸克-胶子等离子体》一文详细介绍了这一前沿课题的研究情况,从中也可见研究超高能重离子碰撞是极其重要的,并具有现实的可能性。     

用超冷原子实验求解理论物理的强关联Hubbard问题

量子物质的许多行为常常令理论物理学家头痛. 例如高温超导体, 其中的机理至今仍未被真正理解. 某些磁性金属(如锰-硅合金)的电阻随温度的升高按照T1.5的规律变化, 而不像一般金属那样遵从T2规律. 还有一种情况, 当中子被紧紧压挤在一起时, 其中的夸克会失去它们的全同性, 形成单一均质的流体——夸克-胶子等离子体. 宇宙学家认为, 这种等离子体最早形成于大爆炸之后的几微秒, 最近在美国Brookhaven的相对论重离子对撞机(RHIC)中. 也观察到了这种单一均质的等离子体. 上述这些量子物质有一个共同点: 即在组成这些物质的粒子之间有着很强的关联性. 对于弱关联的材料, 相对来说容易理解. 我们可以从无相互作用粒子出发(如理想气体), 渐进引入相互作用, 而后外推得到材料中粒子总体的运动行为. 然而对于强关联材料, 例如高温超导体, 不可能从“理想电子气”或“晶格振动之独立正则模式”的思路加以解释.     

夸克蜕定域、色屏蔽和核力中程吸引

我们曾在前文中提出一个新的QCD模型以处理重子相互作用。这模型的核心是夸克蜕定域和色屏蔽,前者有如分子物理中的分子轨道法,后者来自格点QCD计算。这模型得到了核力的中程吸引,实现了核子散射相移的定性符合。在通常夸克势模型中,重子中夸克波函数是s是重子势阱中心,b是这谐振子势阱的宽度参数。在我们模型中夸克波函数取为     

QCD反常与质子组分的自旋密度

由极化质子的夸克和胶子自旋差分布的Altarelli-Parisi方程可知,在领头项近似下胶子分布的一次矩△G(x)与In(Q~2丨∧~2)成正比,质子的自旋结构函数于是应表示为