应用QCD求和规则研究核物质中强子性质

PANDA实验旨在研究强子谱、核物质中强子性质、非微扰动力学等。它把核物质中强子性质的观测提高到粲夸克能区，为理论研究提供了广阔的前景和大量研究内容。QCD求和规则是研究核物质中强子性质的强有力方法，是联系深层理论和实验观测的媒介。我们分析核物质对真空凝聚的各种可能修正，研究手征相变，通过QCD求和规则，对核物质中标量、赝标、矢量和轴矢粲(美)介子的质量、宽度和衰变常数进行可靠计算，拟和核物质中质量修正与核物质密度的数值关系。我们分析自旋为1/2和3/2的粲(美)重子的夸克结构，构造夸克流，引入两点关联函数，参数化重子自能，分析张量结构，在核物质中做算符乘积展开，通过夸克强子对偶，对核物质中粲(美)重子的质量、流-重子耦合常数等做出可靠计算，拟和核物质中质量修正与核物质密度的关系。我们通过系统研究，为实验提供必要理论依据和指导，深化对手征相变、QCD低能动力学和核物质中强子谱的认识。

我们对标量、赝标、矢量、轴矢等重-轻夸克流在核物质中做算符乘积展开，分析领头阶贡献、次领头阶贡献、核物质对真空凝聚各种修正以及核物质中新凝聚项贡献。在线性近似下，分离出向前散射振幅，研究核物质中质量修正与重介子-核子散射长度之间的关系，利用QCD求和规则对核物质中的质量和衰变常数做出可靠计算。我们发现在核物质中标量和轴矢重介子质量提高了，而赝标和矢量重介子质量降低了。不利于粲偶素激发态到标量和轴矢D介子对的衰变而利于到赝标和矢量D介子对的衰变。这对于研究重离子碰撞中J/psi产生以及确认夸克胶子等离子体有重要意义，核物质中J/psi产生截面的压低往往被认为是夸克胶子等离子体产生的标志。此外，标量和轴矢重介子和核子间相互作用为斥力，不利于形成束缚态，而赝标和矢量重介子-核子相互作用为引力，利于形成束缚态。这对于国际上热门题材－强子分子态的研究有重要意义。我们分析正负宇称重重子和双重重子的夸克结构，构造夸克流，引入两点关联函数，在核物质中做算符乘积展开，选择中肯张量结构，做出解析计算，通过色散关系得到QCD层次上的谱密度。考虑到核物质会给重子自能贡献，在重子谱密度里面加入自能贡献，并将其参数化，通过强子夸克对偶假设，利用QCD求和规则得到重子质量和流-重子耦合常数等物理量的解析表达式，进行数值计算，得到核物质中重重子和双重重子的质量、极点留数、矢量自能。FAIR实验把核物质中强子性质的研究提高到了粲能区，我们的工作对于将来CBM和PANDA合作组比较实验数据提供了可靠理论依据。我们结合国际粒子物理最新进展，参与国际竞争，在重介子谱、重介子衰变常数、重重子谱、重夸克偶素谱、重介子手征等效理论、重子-反重子束缚态、四夸克态、分子态等诸多方面，进行题材拓宽，取得极为丰富的研究成果，在著名国际物理期刊上发表了大量高水平论文，得到国际同行和国际著名粒子数据组的引用。