基于规范场内部结构的强子性质研究

Based on the decomposition of gauge potential, the gluon can be divided into two categories: binding gluon and valence gluon. The binding gluon induces color confinement which is confirmed by lattice calculation, while the valence gluon could be the constituents of hadron. Furthermore, the binding gluon can be separate into Maxwell part and Dirac part. In this project we will study the property of Dirac part and obtain the linear potential analytically. Next step, we will study the glueball made of valence gluons only. The glueball with two and three valence gluons will be investigate carefully. Also the hybrid made of valence quark and valence gluon will be studied and compared with exotic states. We will try to identify the binding and valence gluons with the different types of three-jet events experimentally. Finally, we will study the contribution of valence gluons for the total spin of nucleons.

从规范势分解理论出发可以把通常的胶子分成束缚胶子和价胶子两类，其中满足规范变换的束缚胶子主要是起到将色荷束缚到强子内部的作用，而规范协变的价胶子则可以成为强子的组分。束缚胶子还可以分成Maxwell部分和Dirac部分，本项目首先将研究Dirac部分的性质，并从解析的角度来理解Dirac部分如何给出线性禁闭势。进一步，从规范协变的价胶子出发研究胶球。我们将详细研究两个价胶子构成的(介子类)的胶球和三个价胶子构成的(重子类)的胶球性质。同时，我们将研究夸克和价胶子组成的混杂态，并与实验数据进行对比。我们还将从喷注实验中寻找可能的区分束缚胶子和价胶子的实验信号。最后，我们将研究价胶子对于核子自旋的贡献。

本项目从规范场性质的研究出发讨论强子性质，包括强子谱和核子自旋问题。我们圆满地完成了本项目研究，并取得了较为丰硕的成果。首先详细研究了规范场内部结构，从规范势分解的角度讨论了胶球性质。进一步详细讨论了胶球和介子的混合，特别是考虑了0++的f0(500)和f0(1500)态，2++的f2(1950)态，以及0-+的\eta(1405)和\eta(1475)。基于束缚胶子和价胶子的分类，我们可以更好地理解这些介子的性质。从不同胶子的分类出发，我们研究了高能物理实验中可能的喷注类型，以及在LHC中寻找对应于两类胶子的两类不同胶子喷注的可能性。此外，我们还研究了与规范不变性密切相关的核子自旋问题，讨论了基本粒子特别是电子的轨道角动量的性质。这些研究一方面反映出规范场内部结构的重要性，另外一方面也提供了理解强子谱的一种基于价胶子动力学的新图像，也让我们通过轨道角动量更好低理解核子自旋问题。