强子物理若干前沿问题的理论研究

本项目将结合QCD求和规则和基于QCD理论的唯象模型，研究1-2 GeV能区内可能存在的0++、0-+胶子球的性质，研究2-3 GeV能区内的Ds介子激发态的性质。普通介子和胶子球之间可能存在混合，我们将在考虑混合效应的情况下计算胶子球的质量谱，研究它们的强衰变特征。相同JP量子数的Ds介子也可能会混合，我们将在考虑混合效应的情况下，计算D-波和径向激发的Ds介子的质量谱，研究它们的强衰变性质。我们也将系统研究可能是胶子球或Ds介子激发态的一些可能侯选态的性质，以确定它们的分类、归属。这些基于QCD理论的唯象学研究，有助于更深入和全面地了解胶子球和Ds激发态的物理性质，有助于理解混合的机制和效应，也有助于深入理解实验上已经观察到的强子态，有助于在BESIII能区内寻找和确定新的强子态。

我们按计划执行国家自然科学基金项目《强子物理若干前沿问题的理论研究》，对强子共振态的一些质量谱、强衰变性质和其它规律进行了比较系统的研究，得到了一些有意义的结果。已经在Phys.Rev. D，Adv.High Energy Phys，Nucl. Phys. A和Chin.Phys. C等杂志上发表学术论文7篇，另有3篇学术论文在审稿中。积极参加国内外的学术交流，在多个国际会议上报告了我们的研究结果，有2篇报告被著名的国际会议文集收录。. 首先，我们在3P0模型内研究了2S和1D激发态D和Ds介子的质量谱和强衰变，对实验观察到的D(2550)0, D*(2600),D(2750)0, D*(2760)， D*s1(2700) ± 和D*sJ(2860)的强衰变性质进行了解释，并对这些态进行了分析，归类，为全面认识重轻介子激发态谱提供了理论依据。我们还比较详细地研究了2S和1D激发态Ds的混合问题，得到了和实验数据符合得比较好的结果，也探讨了3P0模型的一些不确定性因素并得到了3P0模型和另一个基于重夸克对称性的唯象模型之间的关系。. 其次，经过多年的不懈努力，我们和加拿大研究人员一起在求和规则的框架内完成了JP=0+和1+的含重轻夸克的两夸克关联(diquark)质量的计算（精确到微扰的次领头阶贡献）。基于此重轻两夸克关联的质量和组份夸克模型，我们的结果支持X(3872)和Yb(10890)是由两夸克关联构成的1++的四夸克态的结论。同时，我们基于半经典的流管模型系统地研究了Λc和Ξc重子的质量谱,利用两夸克关联图像，确定了一些Λc和Ξc重子的自旋-宇称量子数。. 理论需要研究在BESIII 的1-2 GeV能区内是否存在胶子球和混杂态等奇特态，更需要理解那些可能的奇特态的性质。我们在3P0模型内分析了X(1870)和η2(1870)的强衰变特点，指出X(1870)很可能是一个混杂态。我们在AdS/QCD的soft-wall模型内，利用反常量纲得到了标量胶子球的质量范围：0.96+0.04-0.07 GeV <mG < 1.36+0.05-0.10 GeV。我们的结果支持存在一个低质量的胶子球。