瞬时相互作用近似下介子结构波函数的一些探讨(Ⅱ)——赝标介子和矢量介子的谐振子模型

本文在文献[1]基础上讨论由一对正反层子组成的介子结构波函数。假定层子质量很重,相互作用是谐振子位阱,旋量耦合方式符合一定的要求,则可以普遍给出以下结果:(1)自动给出质量谱的平方等距关系,又可以避免通常谐振子基态能级过高的困难;(2)如果层子原始弱流为V-A型,层子原始电磁流无反常磁矩项,可以解决赝标介子二体轻子衰变Cabibbo角的不谐调和矢量介子衰变到e⁺e^-几率比的困难;(3)只要在相互作用中引入很小比例的SU(3)破坏项,就足以解释现有介子质量的SU(3)分裂。这就对为什么K-π质量差3.5倍却在许多情况下表现有相当好的SU(3)对称性给以一个合理解释;(4)方程的展开和波函数都有较好的近似性;(5)介子中层子反层子分布半径与现有关于介子电磁半径的实验量级是可以谐调的;(6)介子结构波函数的旋量结构和动量结构都是完全确定的。     

瞬时相互作用近似下介子结构波函数的一些探讨(Ⅰ)——瞬时相互作用下介子波函数的一般性质

本文从一对正反费米子结合成束缚态的Bethe-Salpeter方程(以下简称B-S方程)出发,假定正反层子间相互作用可以近似地用质心系瞬时相互作用描写,得到的主要结论如下:(1)B-S方程的求解可归结为在质心系三维空间内进行。描写赝标介子和矢量介子的波函数独立旋量分量的个数分别由4个和8个减少为2个和4个;(2)如果相互作用是空间球对称的,其旋量结构是对角耦合,从赝标介子方程中可以直接看到,束缚态质量作为本征值在方程中是以平方形式出现,同时又可避免四维方程中负激发的困难;(3)在瞬时相互作用近似下给出的结构波函数,可以用来研究束缚态的质量谱和只涉及质心系的过程。     

不同质量层子与反层子的Bethe-Salpeter方程和介子的SU(4)质量关系

本文把在瞬时相互作用下介子 Bethe-Salpeter 方程求解的理论推广到组成介子的层子和反层子质量不一定相等的情形.在层子质量很重的假定下,考虑相互作用是赝标势和静矢势为主,导出了介子 SU(4)质量分裂公式.分析了在粲粒子发现后 SU(4)一级质量关系遇到的困难.这些困难在本文得到的质量公式中可以克服。特别是在谐振子位势下得到的质量公式不仅能同时较好地解释基态和径向激发态的质量,而且所定出的层子有效质量还与解释重子磁矩所要求的有效质量基本相符.最后利用得到的质量关系讨论了最近发现的重粒子γ。     

介子的零点波函数和π_(μ2),K_(μ2)及1~-→e~ e~-衰变过程

本文基于文献[1]中提出的介子波函数与原始的层子弱流和层子电磁流,利用Bethe-Salpeter方程(以下简称B-S方程),尝试对0~-和1~-介子的零点波函数进行了讨论。文中给出了0~-,1~-介子的零点波函数与质量的关系:x_2(0)=A(1 bm),其中A,b是与质量无关的参数,m是相应介子的物理质量。这样一种函数形式可以解释π_(μ2),K_(μ2)和1~-→e~ e~-过程的几率。     

SU(3)下的美介子半轻子衰变

强相互作用中近似成立的SU(3)对称性被用来分析美介子半轻子三体和四体衰变,获得了衰变宽度之间的一些SU(3)联系.这些联系可以为了解美介子半轻子衰变中产生的各种动力学效应的性质提供一些信息.     

相对论性层子模型中的介子结构波函数

本文讨论了旋量的层子-反层子束缚态的Bethe-Salpeter方程(以下简称B-S方程),假定层子反层子之间只有标量耦合的相互作用,这作用为相对论协变的ν势所描述。介子结构波函数按O(4)群展开后保留最低次分波,进行了数值求解,然后计算了计入高次分波的影响。计算了介子的均方半径。计算结果表明在紧束缚态情况下,低次分波大分量近似是合理的、好的近似。作为对比,对松束缚态也进行了讨论。     

“色空间”中介子和重子的质量分裂

最近在强子结构模型的研究中提出了层子间超强相互作用在色空间的对称性可能不是SU(3)而是色置换S_3和色守恒U(1),其明显优点是自然地给出超强相互作用的饱和性.在此基础上提出的具有整数电荷的十二个层子模型方案,可以解释新粒子J/(?)和(?)的一些基本属性,可以解释近几年来发现的一些重要新现象的一些基本特征,并给出一些重要的实验予言. 在工作[4]中曾给出,在所建议的相互作用下,层子和反层子组成的系统(“介子”)和三个层子组成的系统(“重子”)的能级分裂如图:     

介子结构中的一种可能位势

本文在层子模型的基础上,应用B-S方程讨论了介子结构。结果指出,如果引入深底方位阱、谐振势和库仑型势的迭加位势,用于讨论介子束缚态时,能初步解释介子的能谱、平均半径与原点波函数等特性。     

中性介子的混合问题

采用Morpurgo关于正、反层子间存在两种相互作用势的简化假设后,本文将Isgure考虑过的0^-+,1^--,2⁺⁺两个中性介子混合问题扩充到SU（4）范围三个中性介子的混合。经计算表明,特别对于1^--介子,在质量谱与衰变行为两方面都与实验较为符合。     

矢量介子的辐射衰变

介子的辐射衰变是低能强子物理研究的重要方向, 通过它能够揭示介子的结构和性质。从有效场论的观点来看,介子衰变主要包含光子和强子之间的相互作用。使用SU(3)对称性和VMD模型分别对矢量介子的辐射衰变进行了研究。 通过对实验数据进行拟和,给出了在两种情形下V→Pγ的衰变宽度的理论值,并得到赝标量混合角θP 为－6°。 Radiative decay of mesons is an important aspect in low energy hadronic physics,through which structures and properties of mesons can be revealed. In view of effective field theories, the radiative decay of mesons involves mainly interactions between photons and hadrons. In this paper,we investigate the decay of vector mesons by using SU(3) symmetry and the vector meson dominance model respectively. By fitting with experiments, we give the theoretic widths for V→Pγ in both cases and the mixing angle of pseudoscalars θP is －6°.     

层子模型里介子的波函数和能级

本文利用Bethe-Salpeter型的方程处理了层子模型中的介子内部波函数,指出如果层子和反层子之间的作用可以用一个赝标型位阱来代表,那么0^-和1^-介子将满足相同的近似迳向波动方程,从而导致SU₆对称性。我们以前曾经证明赝标型位阱是唯一可以导致这个对称性的单一型位阱。我们的位阱是V=V₀+V₁,V₀代表一个超强的深位阱,它的作用是降低层子的原始质量M,使它的有效值M′变得很小,使得层子在强子内部的运动是相对论的。V₁代表数量级为1/M的简谐振子位阱,另外还引入一个张量力来解释自旋和轨道角动量相同态的能级分裂。我们得出基态和角动量激发态0^-和1^-介子的解,基本上解释了所有观察到的介子。我们的理论可以同样处理重子态,只要唯象位阱V₀只有介子的值的一半。     

奇异介子的G3宇称和共振态强衰变中的选择定则

按SU（3）,由L激发夸克模型,计算了奇异介子的G_s宇称。假如V旋守恒,对奇异介子共振态强衰变中的某些选择定则给予了讨论。     

重层子模型中介子的衰变过程

本文利用重层子模型^[1]中得到的介子B-S波涵数讨论介子的轻子型弱衰变、电磁衰变和各种二体强衰变过程. 除了解释f_π≈f_K, 1^－→l⁺l^－等过程外, 计算得到的各种强衰变宽度也都同实验基本符合.     

层子模型中的不具有SU6对称的波函数及其应用

本文在层子模型的基础上,用[2]中给出的基态介子、重子波函数的一般形式,在一些假定下,构造了不具有 SU₆对称性的介子、重子波函数;用这些波函数去解释介子、重子的电磁、弱作用性质,得到许多与实验相符合的结果.这种不具有 SU₆对称性的（（1⁺）/2）重子波函数可以给出质子的反常磁矩,而不需要在层子的等效电磁作用哈密顿量中引入层子反常磁矩项,也可以较好地解释中子的磁矩.     

通过基矢光前量子化方法对π介子的研究

为研究介子的性质,通过基矢光前量子化方法获得介子的光前波函数。基失光前量子化是一种在哈密顿量体系下基于量子场论的非微扰方法。在哈密顿量中我们考虑了动能项、基于全息色动力学的横向禁闭势、与横向禁闭势互补的纵向禁闭势和基于QCD的夸克-胶子相互作用。我们的基矢空间包括最低阶的两个Fock空间,即领头阶■与次领头阶■。根据所得的光前波函数我们计算了介子衰变常数以及(基于领头Fock空间的)电磁半径,这些结果与粒子数据手册(PDG)上的结果相近。此外,我们计算了(基于领头Fock空间的)介子部分子分布,QCD演化后,与原先的结果相近(蓝江山等,Phys Rev Lett,2 019,122:172 001.),能够很好地描述费米国家实验室(FNAL)与欧洲核子中心(CERN)的实验数据。     

通过基矢光前量子化方法对π介子的研究

为研究介子的性质,通过基矢光前量子化方法获得介子的光前波函数。基失光前量子化是一种在哈密顿量体系下基于量子场论的非微扰方法。在哈密顿量中我们考虑了动能项、基于全息色动力学的横向禁闭势、与横向禁闭势互补的纵向禁闭势和基于QCD的夸克-胶子相互作用。我们的基矢空间包括最低阶的两个Fock空间,即领头阶■与次领头阶■。根据所得的光前波函数我们计算了介子衰变常数以及(基于领头Fock空间的)电磁半径,这些结果与粒子数据手册(PDG)上的结果相近。此外,我们计算了(基于领头Fock空间的)介子部分子分布,QCD演化后,与原先的结果相近(蓝江山等,Phys Rev Lett,2 019,122:172 001.),能够很好地描述费米国家实验室(FNAL)与欧洲核子中心(CERN)的实验数据。     

核子–核子散射过程的研究和矢量介子交换势

在推广的手征SU(3)夸克模型下讨论了核子–核子散射过程和矢量介子交换势.给出了赝标π介子和矢量ρ和ω介子的GCM中心力的交换势和NN散射14个分波的相移.研究表明,矢量介子交换势可以替代单胶子交换势以解释核力的短程排斥.     

层子模型中0-介子的电磁形状因子

在层子模型中,0^-介子波函数可以利用经 Wick 旋转后的 Bethe-Salpeter 方程通过数字计算求解.如何把这种欧氏空间中的介子波函数延拓回闵氏空间,从而计算能与实验结果进行比较的0^-介子的电磁形状因子是个未曾解决的问题.本文在分析形状因子的解析性质的基础上,证明了在选取光子在其中为类空的特定座标系中,可直接利用欧氏的 B-S 介子波函数,在欧氏空间计算出物理的0^-介子的类空电磁形状因子.文中以近平底势算得的赝标介子波函数为例.计算了若干组参数下的赝标介子的电磁形状因子.初步的结果表明,在适当的参数选择下,理论计算的结果能够和实验相符合.     

通过基矢光前量子化方法研究K介子

为研究K介子的性质,通过基矢光前量子化(BLFQ)方法获得K介子的光前波函数(LFWF)。使用的光前哈密顿量中包含了动能项、横向与纵向禁闭势以及夸克-胶子相互作用,其中横向禁闭势借鉴了光前全息量子色动力学(LFHQCD)模型的禁闭势。基矢空间包括领头阶与次领头阶的Fock空间。在前期工作的基础上,只引入了奇异夸克的质量作为唯一额外参数,使K>介子的质量与实验值相匹配。基于K介子领头阶Fock空间的LFWF,计算了K介子的部分子分布振幅(PDA),其结果与量子色动力学(QCD)微扰论在零夸克质量近似下计算的结果相近。本工作得到的K介子的电磁形状因子(FF)与欧洲核子中心(CERN)超级质子同步加速器 (SPS)以及费米国家加速器实验室(FNAL)的实验结果一致。从领头阶Fock空间的LFWF计算出的电磁半径与粒子物理数据表(PDG)的实验值相近。计算出的K介子部分子分布函数(PDF),QCD演化后,在实验能标下的K介子和$ \pi $介子中价夸克u的PDF之比与CERN-NA-003的实验数据在整体趋势上大体相符。此外,在计算出的K介子PDF中,价夸克携带的纵向动量之比,$ \langle x_{uv}\rangle/\langle x_{sv}\rangle $,约为$ 2/3 $,这个数值与Bethe-Salpeter equation(BSE)模型以及密西根州立大学格点QCD(MSULat)模型的计算结果相近。还计算了K介子的结构函数,发现与BLFQ考虑有效 Nambu–Jona-Lasinio相互作用(BLFQ-NJL)模型的结果有显著差别。K介子的结构函数有望在将来的电子离子对撞机(EIC)实验中得到观测与检验。     

J/ψ衰变中赝标量介子混合的研究

利用PDG-2000公布的J/ψ→VP,γP各个衰变道分支比的世界平均值,对赝标量介子混合重新做了分析.如果η和η′中不含有胶子成分,则得到它们的混合角θ_P=(－19.18±0.91)°.对J/ψ衰变中DOZI的贡献、SU(3)破坏以及矢量介子的混合也做了讨论和分析.