基于CEBAF光生实验的强子谱理论研究

Hadron spectroscopy is one of the important way to understand the long-range strong interaction and the QCD theory. The upgrade of the CEBAF at JLab has finished. Higher precision data in a large energy and angle range will be produced at CEBAF facility, which provides a very rare opportunity for studying the hadron spectroscopy and photoproduction process in theory. This project will investigate the physics involved in hadron spectroscopy and photoproduction reaction based on the photoproduction experiments at CEBAF. Through the research of this project, the relevant problems of hadron spectroscopy will be explained and clarified in theory, which will provide valuable information for better understanding the strong interaction in the non-perturbative energy region and the color confinement.

强子谱是理解长程强相互作用和非微扰量子色动力学（Quantum ChromoDynamics,QCD）的一个重要途径。目前，美国杰弗逊国家实验室的CEBAF加速器已经完成能量升级，基于CEBAF加速器的相关光生实验将可以产生大量高精度、大能量范围的强子光生实验数据，这为理论上研究强子谱和光生反应的相关物理问题提供了难得的机遇和条件。本项目将基于CEBAF上的光生实验，对强子谱及光生过程中涉及的相关物理问题进行具体的讨论和研究。通过研究将在理论上对强子谱及光生过程中涉及的相关物理问题给出解释和澄清，为更好理解非微绕能区强相互作用及夸克色禁闭等问题提供有价值的信息，并为相关的实验研究提供理论支持。

奇特强子态作为强子谱的重要组成部分，对其产生和性质的研究不仅有利于完善和发展强子谱和强子分类，对于深入理解色禁闭和非微扰QCD等问题也具有重要意义。在本项目中，结合相关实验数据，基于有效场论方法和各类物理模型对奇特态重子和介子的产生机制进行了系统研究。对于奇特态重子，重点研究了隐璨五夸克态的光致产生，并将研究对象拓展到奇异夸克和底夸克能区的五夸克态。对于奇特态介子，重点研究了f1(1420)、φ(2170)、η(2225)和X(6900)等奇特态的产生机制。进一步，我们将相关奇特态强子的光生截面作为重要输入，讨论计算了这些态通过电子-离子碰撞(EIC)和超擦边碰撞(UPC)的产生，并给出了产生截面、事例数，快度分布等信息。研究结果将为澄清这些奇特态强子的性质和产生机制提供有价值的信息，也为后续加速器实验寻找和确定这些奇特态强子提供理论支持和依据。在项目资助下，在国内外主流物理期刊发表SCI文章9篇，文章被同行多次引用。这些研究成果在确保完成项目研究目标的前提下，拓展了研究深度和广度(例如奇特态的EIC和UPC产生，利用重夸克偶素的光生数据研究核子质量来源)，这为我们持续开展相关研究奠定了基础。