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。     

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     

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     

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     

顶夸克的发现：意义和展望

强子结构夸克模型加上相互作用规范理论构成了一个相当完美的理论,并被视作当代粒子物理学的基石。但是夸克家族中却有一个成员迟迟不肯露面,这就不能不使这一优美的理论显得白壁有瑕。美国国立费米实验室CDF实验组于1994年证实了顶夸克的存在,消除了粒子物理学家的心患。或许这一发现的意义还不止于此……     

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     

奇特的强子X(3872)及其质量精确测量的新方法

<正>质子和中子通过强相互作用束缚到一起形成各种各样的原子核,再通过电磁相互作用与电子一起形成原子,从而构成了宇宙中的可见物质.强相互作用的基本理论是于20世纪70年代建立起来的量子色动力学(quantum chromodynamics, QCD).在QCD中,参与强相互作用的基本粒子是夸克和胶子.与质子和电子分别带正负电荷类似,夸克带有3种不同的色荷;与传递电磁力的光子不带电荷不同,在夸克间传递强相互作用的胶子具有8种色荷,从     

一个由量子数决定的磁矩公式

迄今,强子的磁矩公式通常都基于夸克模型,重子磁矩由夸克及其相互作用决定。虽然由此获得了著名的结论μ(n)/μ(P)=-2/3和若干进展,但是这必然涉及粒子的结构和尚无定论的内部相互作用。因此,一直是一个不断探讨的问题。本文提出一种新方法,它类似于强子的GMO质量公式,重子磁矩由重子的量子数决定。这种方法与粒子的具体组分和相互作用无关。     

五夸克态的实验发现

2015年,大型强子对撞机上的LHCb实验在■衰变末态中,发现J/ψ和p不变质量谱中存在明显的增强结构.通过达里兹图分析,首次在实验上确认存在由5个夸克组成的粒子.全振幅分析表明,至少需要两个五夸克态才能很好地描述数据,这两个五夸克态被命名为Pc(4450)和Pc(4380). 2019年,利用9 fb–1积分亮度的数据,并采用重新优化了的选择条件, LHCb实验再次研究■衰变末态的J/ψ和p不变质量谱,发现了一个新的五夸克态Pc(4312),同时观测到之前发现的Pc(4450)是两个质量相邻窄共振态P_c(4440)和P_c(4457)的叠加.发现包含粲夸克偶素的五夸克粒子是对传统强子组成的重要突破,其内部结构有很多种可能性,如紧束缚的五夸克态、重子-介子分子态等或者它们的叠加态.作为国际高能物理学界的前沿方向,对五夸克粒子结构的研究为探索强相互作用非微扰性质打开了一扇新的窗口.     

高能散射强相互作用唯象学研究进展

高能散射是研究物质基本结构及其相互作用规律的基本实验手段,探索新物理必然涉及的强相互作用唯象分析和精确计算尤为重要.本文围绕强子产生介绍高能散射强相互作用的最新唯象学研究进展,主要包括量子色动力学微扰计算概述、强相互作用软硬界面的预禁闭结构(色连接、重子数涨落等)、色单态预禁闭集团的强子化物理图像及重要的强子化模型(弦碎裂模型、集团碎裂模型、夸克组合模型等)、强子产生涉及的相关强子结构和强子波函数的研究与应用等.     

S波夸克偶素(0~(-+))的强子衰变与胶子有效质量

有许多作者已经讨论了胶子可能具有质量的问题。文献[2]的作者提出胶子具有有效质量很可能改进QCD对低能过程的预言。在文献[3]建议的胶子通过颜色对称自发破缺获得质量的方案的基础上,本文继续运用文献[4]的方法,计算S波夸克偶素(0~(-+))的强子衰变宽     

夸克-强子二重性综述

利用电生介子实验测量方法研究夸克-强子二重性,尤其在S^1/2=2GeV附近的深度非弹性条件下的单举电子核子散射实验,是验证其共振态二重性最佳的能量区域.本文描述了依据夸克-强子二重性来研究固定靶实验在单举反应中的共振态现象,并描述了利用共振态的数据进行数据分析的方法.计算了介子系统能动量、四动量、散射角等相关参数,同时讨论了实验测量方法,从理论与实验的角度说明了北京试验束装置上的固定靶电子散射实验是研究夸克-强子二重性的重要实验数据库.     

中心区强子的产生和赵-杨统计

高能强子碰撞时的多重产生是一个比较复杂的过程,其中大多数的末态强子在质心系里具有较小的纵动量和横动量,这部份强子称为中心区强子。目前理论上对中心区强子的形成有不同的看法,按照夸克组合模型,中心区强子是由两个人射强子中的夸克相互作用产生     

K~+P、K~-P、ΩP的弹性散射

我们前面的工作,提出了一种处理强子弹性散射的方法,文献[1]中讨论的粒子是由单成分的组分构成,文献[2]中讨论的复合粒子是由多成分的组分构成,这是一套简洁而有效的方法,而且能够得出解析的结果,从而发展了Glauber散射理论。但是在文献[1,2]中,我们讨论的强子与质子的弹性碰撞,只计算了PP、(?)P和πP,按照夸克模型P(uud),即质子由二个u夸克和一个d夸克构成(夸克指组分夸克,下同),(?),π(q),其中u是u夸克,     

相对论性原子核碰撞中产生的光子谱的数学特征

格点QCD理论已预言,在极端相对论的原子核碰撞中会产生一种高温高密度的夸克-胶子等离子体(QGP)物态,而热高能光子被认为是诊断QGP和热强子物质(HM)的干净的探针之一.最近CERN的WA80研究组首次报导了他们在超质子同步加速器(SPS)上所作的200GeV/AS A_μ,碰撞实验中获得的纯光子谱(图1).在半对数坐标中,数据点呈现出良好的线性,从拟合直线的斜率可以得到温度参数T_exp≈180MeV.基于对实验数据的再     

相对论的夸克对产生模型和ψ″(4.03)的强衰变

非相对论的夸克对产生模型(Quark Pair Creation Model,简称QPCM)是人们在非相对论夸克模型框架内处理强子强衰变时所采用的一种模型。Barbieri等和Le Yaouanc等把它应用于粲偶素(Charmonium),讨论了作为径向激发态的ψ″(4.03)的强衰变问题。然而非相对论的QPCM不具有相对论协变性,对内部运动为相对论的轻夸克(u,d,s)组成     

双夸克-夸克模型中的基态重子质量谱

由于色相互作用,重子中的两个夸克有可能结合成一个相对紧密的集团——双夸克(diquark),再同第三个夸克组成重子。人们利用双夸克对重子谱和重子偶素谱进行了研究。此外,在强子碰撞和强子-轻子相互作用等过程中,也都有迹象显示双夸克的存在。在     

为了探索自然的对称与和谐：爱因斯坦的宏愿在实现（下）

关于强作用的各种理论中,最受人重视的是量子色动力学,它是在1964年盖尔曼(M.Gell-Mamm)和奈曼(Y.Ne'eman)提出夸克模型之后建立起来的。该模型假定,强子皆由夸克构成:重子是由三个不同“色”的各种夸克构成的色单态,而介子是由正反夸克构成的色单态。这就表明,夸克除有“味”量子数(区别夸克     

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.     

夸克新疑题

夸克新疑题何常译碰撞启示：夸克未必不可分去年３月．当费米国家加速器实验室的两个粒子物理学家小组宣布他们已经发现顶夸克时，他们也就在现行物质基本结构理论．即标准模型上，砌Ｌ了拱顶石。可是在不到１年后的今天．其中有一个组已经收集到堪向标准模型发起挑战的证...