色屏蔽效应与重子谱

利用从格点规范理论计算得出的,包括色屏蔽效应的禁闭位势;研究了重子结构,计算了重子谱及相应状态下的夸克分布的均方根半径.     

同位旋非对称强作用物质状态方程及热力学性质

在Nambu-Jona-Lasinio模型框架下,研究温度和重子化学势对同位旋非对称量子色动力学物质状态方程和热力学性质的影响.通过将零温和零重子化学势下的pion超流物质状态方程以及有限温下同位旋密度、压强与格点数据做比较,发现两种方法给出的结果符合得较好.进一步计算表明,零温和零重子化学势下的平均同位旋能量随同位旋密度单调增加,而非零重子化学势和有限温下却呈现具有极小值的非对称抛物线行为.最后,利用得到的状态方程探讨声速随同位旋化学势的变化行为,结果显示有限温和(或)重子化学势下的声速在相变点不连续,且超流相中的声速饱和值明显大于普通核物质及夸克物质中的值.另外,在超流相中重子化学势和温度具有软化状态方程以及降低声速的作用.     

核物理中的手征微扰论

手征微扰论是基于量子色动力学的低能有效理论 ,已成为核物理和低能粒子物理研究的有力方法 .简单介绍了手征微扰论的基本概念、方法和应用 ,特别是近年来重子手征微扰论的形式发展和一些应用中的前沿问题. Chiral Perturbation Theory (CHPT), as a low-energy effective field theory based on QCD, is a powerful tool in the investigation of the nuclear and particle physics. We present an introduction to the basic idea, the method and the application of CHPT, and emphasize the recent development in the formalism and the application of baryon CHPT.     

利用格点量子色动力学研究手征平滑过渡温度和手征相变温度

回顾了最近关于手征平滑过渡温度和手征相变温度的研究结果。首先给出了在零重子化学势能下的手征平滑过渡温度为156.5(1.5) MeV,其次,给出了在非零重子化学势能下手征相转变曲线的二阶及四阶曲率分别为0.012(4)和0.000(4)。接着讨论了在格点QCD中第一次得到的量子色动力学的手征相变温度。在热力学极限、连续极限及手征极限下,我们得到手征相变温度为132$^{+3}_{-6}$ MeV。     

非奇异重子谱的非微扰效应

在组态混合下,通过解三夸克系统的薛定谔方程,研究了N和△的能谱.考虑的夸克-夸克相互作用位,除通常的微扰单胶子交换位外,还包括两个具有非微扰效应的位,即具有色屏蔽效应的禁闭位和由手征破缺产生的π和σ交换位.所得到的重子谱表明非微扰效应改进了理论与实验的符合程度,从而给出了N和△体系较好的描述.     

带有2+1味道Wilson费米子的格点量子色动力学在有限温度、有限密度下的相变

利用格点规范理论研究了带有2＋1味道费米子的量子色动力学在有限密度及温度下的相变问题,研究了去禁闭相变与化学势和裸质量参数之间的依赖关系,并利用有限体积效应分析以及Monte Carlo模拟的演化序列所反映出的特点对相变的类型做了确认,给出了相结构图. 关键词： 格点量子色动力学 相变     

中高能重离子碰撞中的电磁场效应和手征反常现象

重离子碰撞可以产生极强的电磁场和高温高密量子色动力学(QCD)物质,诱导很多重要手征反常现象,例如手征磁效应和手征磁波.本文围绕手征反常现象中的诸多物理要素,详细介绍包括相对论重离子碰撞中不同碰撞系统和能量下的电磁场特性、同质异位素碰撞中寻找手征磁效应、手征磁波特性、中低能重离子碰撞中磁场效应等一系列与电磁场和手征反常现象相关的理论研究成果.相关研究有助于实验中寻找强相互作用中的电荷宇称(CP)破缺的证据,加深对QCD真空涨落和宇宙中正反物质不对称问题的理解.     

大N_c集体激发理论下的重子共振态

最近Diakonov考虑了大Nc平均场近似下重子共振态谱的海夸克效应并提出重子共振态谱的集体激发理论,该理论恰好是SU(6)夸克模型的一种推广。检查了Diakonov重子谱理论中介子张量势的物理含义并给出重子共振态谱公式参数的数值优化。发现,重子共振态谱公式能够与2 Ge V以下重子谱良好吻合。     

奇特的"五夸克态"和重子中的五夸克成分

文章简要介绍了奇特的θ^＋五夸克态、质子中的奇异夸克成分和重子激发态中的五夸克成分等重子谱和重子结构方面的一些最新前沿进展．最新的高统计量实验结果表明，轰动一时的suudd五夸克态θ^＋（1540）很可能不存在．而最新的几个电弱相干实验给出一致的结果：质子的奇异磁矩和奇异半径很可能不为零，且均为正．理论分析表明，这意味着质子中的ssuud成分很可能主要是以夸克对有色集团的形式存在，而不是以传统的介子云无色集团的形式存在．对最轻的负宇称核子激发态N^＊（1535）一些性质的最新研究支持这种关于重子中的五夸克成分的新图像．     

北京谱仪实验物理成果

当前描述物质微观基本结构最成功的理论是粒子物理的标准模型,包括描述强作用力的量子色动力学,描述弱相互作用和电磁作用力的电弱理论。在量子色动力学方面,人们对夸克禁闭问题和低能非微扰性质还不能完全理解;在电弱理论方面,需要实验上提供更加精确的参数约束和检验。北京正负电子对撞机和北京谱仪实验是我国最早的大科学装置,也是目前国际上唯一运行在陶粲能量区域的高亮度实验装置,致力于在强子物理、量子色动力学的非微扰性质、电弱理论检验和寻找超标准模型的新物理等方面开展研究。文章将介绍北京谱仪多年来在实验上取得的科学成果,包括陶轻子质量精确测量、R值测量、奇特强子态研究和粲强子弱衰变测量等。     

物质结构在夸克-轻子层次上的动力学规律和研究发展趋势

文章综述了粒子物理中标准模型理论的历史发展、面临挑战以及未来的发展趋势.目前阶段物质结构最小组成单元是夸克和轻子,量子色动力学是描述夸克-胶子之间强相互作用的基本理论,它具有渐近自由和夸克禁闭的特点.量子色动力学和电弱统一理论一起构成粒子物理中标准模型理论.标准模型理论成功同时也面临两大挑战:对称性破缺的本质和夸克禁闭难题,这意味着标准模型理论需要发展和突破.人们期望粒子物理学、天文学和宇宙学交叉发展联手解决物质结构和早期宇宙研究中面临的难题,最终揭示超出标准模型的新物理规律.     

Belle实验发现新粲重子存在的迹象

粲重子是含有粲夸克的一类重子。粲重子存在很丰富的激发态,粲重子谱的研究对理解轻夸克在含重夸克系统中的动力学行为,以及检验重夸克对称性和轻夸克手征对称性具有重要意义。Λ_c⁺是质量最轻的粲重子,它是由一个粲夸克、一个上夸克和一个下夸克构成的同位旋单态。最近,日本的Belle实验利用在Υ(4S)中心质量采集的772×10⁶对■介子样本,对■衰变过程进行了研究,并在Σ_c(2455)⁰,⁺⁺π^±的不变质量谱上发现了一个新的共振结构。在考虑系统误差后,该共振结构最保守的信号显著性为4.2倍标准偏差。这意味着,该结构的形成源于统计涨落和各种系统误差的概率不足0.002%。Belle实验测得这个新结构的质量为(2913.8±5.6±3.8) MeV/c²,宽度为(51.8±20.0±18.8) MeV。虽然这个新结构的性质目前还不完全清楚,但它很符合新的Λ_c激发态的性质,暂时被命名为Λ_c     

强磁场与涡旋场中的夸克胶子物质

相对论重离子碰撞可以产生高温的夸克胶子物质,同时也产生极强的电磁场和流体涡旋。在强电磁场和涡旋场中的夸克胶子物质呈现出新奇的宏观量子现象,比如手征磁效应、手征涡效应、手征分离效应、手征电分离效应、自旋极化现象等。它们一方面给我们提供了可以探测高温下量子色动力学的非平庸规范场拓扑结构、强相互作用的宇称破坏、夸克胶子物质中的自旋动力学等的实验手段,另一方面也与物理学其他分支,比如粒子物理、凝聚态物理、天体物理、冷原子物理等发生紧密联系,形成新的交叉研究领域。本文旨在对这些宏观量子现象的产生机制以及它们在相对论重离子碰撞中的探测等做一回顾和展望。特别地,我们揭示出重离子碰撞的磁场强度可以达到$10^{18}\sim 10^{20}$ G,流体涡旋可以达到$10^{22}$ s–1;这是我们已知当前宇宙中最强的磁场和流体涡旋。我们定量地对同量素碰撞实验做了分析,发现即便背景比例达到93%以上,当前的同量素碰撞实验仍然可在大约$3\sigma$的显著性水平上判断是否有手征磁效应的发生。我们系统地给出了满足因果律的自旋流体力学方程,并推导了其中的集体激发模式,这将有助于理解超子自旋极化中出现的符号问题。     

带有两个重夸克的重子谱计算中几个困难问题的研究

由两个重夸克和一个轻夸克组成的重子可以看作是一个两体系统.它的两个重夸克组成一个玻色型的双夸克团.利用B–S方程导出了它的轻夸克和重的双夸克之间的等效相互作用势.在利用这种势计算重子质量的过程中,发现有几个困难问题需要深入探讨.它们是:(1)算符排序,(2)由非相对论展开带来的误差,(3)自旋–自旋耦合,(4)在标量双夸克组成的重子态和矢量双夸克组成的重子态之间的混合.本文详细地讨论并适当地处理了这些问题.     

核子(强子)结构和性质的QCD研究

核子 (强子 )是夸克、胶子的束缚态 ,由量子色动力学 QCD描述。由于 QCD的基本特性(高能标度下的渐近自由、低能标度下色禁闭及动力学手征对称性破缺 ) ,对核子 (强子 )结构和性质的 QCD图象是标度相关的 .在高能标度下描述强子的是与探测强子结构的硬过程相联系的QCD部分子模型 .强子的夸克、胶子结构信息通过 QCD部分子求和规则得到 .QCD微扰论是适用的理论 .在低能标度时 ,必须发展 QCD非微扰途径来描述核子 (强子 )物理 .这里简要地讨论各种非微扰途径 (格点 QCD、Dyson- Schwinger方程、有效场论、QCD求和规则 )的某些结果和进展 ,并指出 QCD真空结构在描述低能标度下强子物理中担任重要角色 . The nucleon (hadron) is the bound state of guarks and gluons, which is described by the quantum chromodynamics (QCD). Due to the basic properties of QCD (the asymptotic freedom at the high energy scale, the color confinement and the dynamical chiral symmetry breaking at the low energy scale), the QCD picture for the nucleon’s (hadron’s) structure and property is scale dependent. At high energy scale, the QCD parton model, which is relative to the hard process for testing the...     

双粲粒子

<正>新粒子的发现,通常是根据粒子物理标准模型的预言,通过长期的实验寻找而实现的。CERN大型强子对撞机(LHC)上的LHCb合作组对双粲重子Ξ++cc的探测,首次以高精度观测到含有两个重夸克的重子。为研究人员提供了一个检验量子色动力学(QCD)的独特的系统。     

平均场动力学与冷密夸克物质色导率

首先介绍了非Abel输运理论基础,然后在经典非Abel输运理论的基础上引入并评述了平均场动力学.作为应用,研究了有限化学势下冷密夸克物质系统的色动力学并计算出了色导率.最后比较了有限温度和有限化学势下的结果,讨论了其在天体物理领域的潜在价值.     

介子-重子反应中圈积分重整化问题的研究

用手征夸克模型的手征幺正法研究介子-重子S波散射过程中,首要处理的是传播子圈积分的重整化问题。研究发现,在大部分扇区中,采用动量截断法和维数正规化法进行重整化都可适用;但在某些扇区中,动量截断法重整化会使传播子出现"人为奇点",不能适用。     

日俄美欧科学家相继发现五夸克新粒子态

 从60年代起,粒子分类一直采用夸克模型。自然界存在六种夸克:它们是上夸克(up,简写为u),下夸克(down,简写为d),粲夸克(charm,简写为c),奇异夸克(strange,简写为s),顶夸克(top,简写为t)和底夸克(bottom,简写为b)。夸克模型认为,介子是由夸克和反夸克组成的,而重子是由三个夸克组成的。介子和重子统称为强子。由胶子传播强相互作用。量子色动力学(QuantumChromodynamics,简写为QCD)描写强相互作用。     

基于手征微扰理论构建相对论重子-重子相互作用(英文)

介绍了两个近期基于协变手征微扰理论构建领头阶核子-核子和超子-核子相互作用的工作。理论中未知的低能常数通过拟合核子-核子和超子-核子散射实验数据确定。分析发现,在对散射数据的描述上,领头阶相对论手征力可以媲美次领头阶非相对论手征核力。研究表明,构建相对论手征重子-重子相互作用技术上是可行的。得到的相互作用不仅可以为相对论核结构及反应研究提供重要的理论输入,而且可以进一步加深对低能强相互作用的认识。In this paper, we report on two recent studies of relativistic nucleon-nucleon and hyperonnucleon interactions in covariant chiral perturbation theory, where they are constructed up to leading order. The relevant unknown low energy constants are fixed by fitting to the nucleon-nucleon and hyperon-nucleon scattering data. It is shown that these interactions can describe the scattering data with a quality similar to their next-to-leading order non-relativistic counterparts. These studies show that it is technically feasible to construct relativist baryon-baryon interactions, and in addition, after further refinements, these interactions may provide important inputs to ab initio relativistic nuclear structure and reaction studies and help improve our understanding of low energy strong interactions.