强子激发态的夸克模型研究

强子激发态是强子物理的重要研究课题，是探讨QCD非微扰能区强相互作用性质的重要场所。张宗烨院士等人提出的手征SU(3)夸克模型经过几十年的发展，在解释核子-核子、核子-超子以及K介子-核子的散射数据方面取得了相当的成功。本项目拟将该模型进一步发展和推广，对以下两个国际热点问题进行研究：1)通过考虑三夸克态和五夸克态与重子-介子系统的耦合来研究N*(1535)和Lambda(1405)的结构，以解决国际上现有的理论模型将它们单一地解释为三夸克的激发态或者重子-介子的共振态的不确定性，可望对这两个态的结构获得更为合理的解释；2)通过动力学研究含正反c或b夸克对的重味强子-强子的相互作用来探讨隐含重味的高能N*或Lambda*存在的可能性，为实验上寻找此类共振态提供指导，而且这些态由于有3GeV以上的激发能使得三个轻味夸克的组分几乎被排除,从而成为检验五夸克态或重子-介子态的理想场所。

强子结构和新强子态是强作用物理的重要研究课题。实验上近些年陆续报道了大量的新强子态，尤其是含重味夸克的XYZ强子态。这些态激发了理论上对其结构和性质的极大研究兴趣。本项目应用张宗烨院士等人提出的手征SU(3)夸克模型，研究了K*K*bar和ωφ系统的相互作用，以及BBbar、BB*bar、B*B*bar、DDbar、DD*bar、D*D*bar等含重味夸克系统的相互作用，探讨了这些系统中形成分子态或多夸克态的可能性，促进了我们对f0(1710)、X(1812)及XYZ新强子态结构的理解。具体地，我们取得了以下几个有兴趣的研究结果。.1）动力学地研究了K*K*bar和ωφ的相互作用，发现它们的相互作用都是吸引的，考虑道耦合后，自旋为0时有一个能量为1720–1727 MeV的束缚态的存在，这一结果支持将f0(1710)解释为以K*K*bar为主的态，也支持将BES上新近发现的X(1812)解释为f0(1710)通过末态K*K*bar重散射的尾巴效应。.2）研究了DDbar和BBbar系统的束缚态问题，发现量子数为0+(0++)的DDbar分子态可以存在，能量约为3695–3726 MeV。对于BBbar系统来说，束缚能更大，但是由于其均方根半径较小，将其解释为四夸克态比解释为分子态更合理。.3）系统地研究了BB*bar、B*B*bar、DD*bar、D*D*bar等系统的相互作用，结果表明这些系统的相互作用都是吸引的，可以形成相应的束缚态。实验上发现的Zb(10610)和Zb(10650)可以分别解释为BB*bar和B*B*bar的松散的束缚态，而X(3872)和Y(3940)可以分别解释为DD*bar和D*D*bar的分子态。.4）研究了赝标/矢量和标量/张量/轴矢量重味介子的相互作用，发现X(4140)可以解释为量子数为0+(1−+)的DD0*bar的分子态，但X(4430)±不能解释为同位矢量的D1D*分子态。而且，X(4250)±和X(4260)都不能解释为D*D0*bar的分子态，但是X(4260)可以解释为量子数为0−(1−−)的DD1bar的分子态。