轻原子核体系电磁性质的研究

The electromagnetic probe can be used to detect the properties of hadrons and nuclei. The studies of generalized parton distribution functions （GPDs） of light nuclei (like deuteron, He-3 etc.), the meson (pseudo-scalar and vector mesons) photo-production off the light nuclei and the photodisintegration of the systems are important issues both in theoretical physics and in experimental measurements. These investigations can tell the quark-gluon distributions inside the light nuclei which are expected different from the ones of proton (s=1/2) and of pion meson (s=0). They also show the nucleon effect on the electromagnetic properties of the single hadron, and the interactions of meson-nucleon and nucleon-nucleon. Moreover, the information of neutron electromagnetic properties can be also obtained. Some data of the deuteron tensor structure function have been reported by DESY, and JLab is planning to measure this structure function. Moreover, LEPS also published some data about phi-meson photo-production on the deuteron target. This project is planned to employ the electromagnetic probe to the light nuclei to study their electromagnetic properties with the help of an effective interaction approach. The important issues are the generalized parton distribution functions (GPDs), the meson photon-production and the photodisintegration of the systems. The project is very close to the hadron physics at the intermediate energy region and to the few-body nucleon physics. It is one of the important subjects in the both research fields.

利用电磁探针可以探测强子以及原子核体系的内部性质。研究轻原子核体系（如氘核和He-3等）的广义部分子分布函数，以及轻核上介子-光致产生和光致裂变过程是理论和实验共同关心的一个重要课题。对轻核体系(如氘核(s=1))电磁性质的研究既能给出与核子（s=1/2），pion介子(s=0）不同的内部夸克-胶子分布信息；也会对深入认识轻核体系的内部性质，对理解原子核核环境的影响以及介子-核子，核子-核子相互作用等有很大的帮助;同时还可以得到更多的中子相关性质的信息。实验上DESY和JLab.分别测量了和计划观测氘核的张量结构函数; LEPS也测量了氘核上phi介子-光致产生过程。 本课题计划利用等效相互作用方法研究轻核体系的电磁性质,讨论体系内部广义部分子分布函数、轻核上介子-光致产生等过程。这个课题同时涉及到中高能强子物理和核物理中的少体问题，是两个交叉领域中的一个重要的课题。

在本基金项目的大力支持下，四年来我们主要开展了对自旋为1强子体系类空电磁性质的研究。我们利用等相互作用效拉矢量的方法，计算了氘核的电、磁以及四极矩形状因子， 特别研究了自旋为1体系特有的张量结构函数b1。 我们发现简单的Convolution 模型不能解释目前DESY 关于氘核张量结构函数的实验数据， 因此建议未来12GeV--Jefferson Lab. 再对氘核张量结构函重新进行精确测量。我们利用手征组份夸克模型，考虑了rho介子 (自旋为1）与其内部夸克-反夸克的等效相互作用，首次计算了它的5个非极化广义部份子分布函数 (Generalized parton distributions (GPDs)), 和4个极化的GPDs， 并通过GPDs给出了它的类空形状因子，电荷半径、 夸克所携带的自旋，结构函数，部分子分布函数等物理量。我们还将得到的理论结果演化到大动量转移区， 并与目前的格点理论计算结果相比较， 发现我们对rho介子内部性质的描述是合理的。我们的理论工作丰富了对rho介子的认识，为BELLE2, BaBar 实验提供了帮助。同时按计划我们也讨论了氘核的介子-光致产生过程，特别是phi介子-光致产生过程， 比较了各种物理因素的贡献， 为SPring-8 (LEPS) 实验提供了指导。. 另外， 结合新近 WASA@COSY 实验上发现的新强子共振态：双重子共振态d*(2380), 我们及时开展了对它性质的研究工作，系统地研究结果表明它是一个紧束缚的6夸克态。 我们理论对这个双重子态的计算与各方面的实验观测都符合的非常好。 我们的这个解释很快为国际同行所接受和重视。