QCD低能动力学与重味强子物理

Heavy hadronic physics is currently the front issue in the study of particle physics, which is significant in testing the standard model of particle physics and probing new physics beyond the standard model. The aim of this project is to investigate the dynamic behavior of QCD at low energy, improve the nonperturbative QCD methods and study some problems related to heavy hadrons in connection with the hint search of new physics. The main contents include the studies on the new hadrons, the mechanism of the strong interaction in heavy hadron decay, the exclusive decay processes of heavy hadrons and the calculation of hadronic matrix elements, the baryon distribution amplitude with higher twist and application to the light-cone sum rule, the divergence at end point in QCD factorization, the characters of QCD vacuum condensates and quark-hadron duality. The study on these matters is associated with the progress of the nonperturbative QCD methods. The project will pay attention to the new experimental data and the contradictions with existed theoretical methods and models, and investigates the new mechanisim and methods of hadronic dynamics to give proper explanations for the new results of experiments.

重味强子物理是当前粒子物理研究的前沿课题，对于检验粒子物理标准模型和探索超出标准模型的新物理具有重要意义。本项目旨在探讨QCD低能动力学行为，发展QCD非微扰方法，研究与重味强子物理相关的一些重要问题及探索它所暗示的可能新物理。本项目主要内容包括新强子态的结构及性质，重味强子衰变中的强相互作用机制，重味强子的遍举衰变过程及强子跃迁矩阵元的精确计算，重子的高扭曲度分布振幅及其在光锥求和规则的应用，探讨QCD因子化方法的端点发散问题，探讨QCD真空凝聚和夸克-强子对偶的特征及其本质等。对这些问题的深入研究，依赖于探讨和发展克服QCD非微扰困难的方法。项目将密切关注国内外高能物理实验的最新进展，关注新实验结果和现有理论的冲突，探讨强子动力学的新机制和新方法，研究和解释新的实验现象。

本项目研究QCD非微扰方法在重味强子物理中的应用，包括QCD求和规则、重子分布振幅和光锥求和规则等。奇特强子态研究方面，结合国内外的最新实验进展，研究了奇特强子态Zc(3900) 、Zc(4025)和X(4350)的夸克构型。就两种可能的构型-分子态和四夸克态，利用QCD求和规则，系统计算了两种可能构型的质量谱并和实验结果比较。支持把Zc(3900)和Zc(4025)分别解释为D*D分子态和D*\bar D*分子态构型，不支持把X(4350)解释为四夸克态构型。基于介子-核子分子态构型，研究了奇特重子态Σc(2800)、Λc(2940)和Xc(3250)，QCD求和规则研究不支持把Σc(2800)和Λc(2940)解释为S-波的介子-核子分子态，支持把Xc(3250)解释为S-波D*（2400）N分子态。强子分布振幅研究方面，我们研究了Σ和Λ重子的扭曲度为6的高扭曲度分布振幅，其QCD共形场的分波展开中包含了次领头阶的共形自旋精度，得到了扭曲度为6的Σ和Λ重子的分布振幅。重味强子的衰变研究方面，研究了Bs到DsJ(2860)的半轻衰变。在重夸克有效理论框架下，计算了相关的Isgur-Wise函数和衰变宽度。利用光锥求和规则，研究了Λc的半轻衰变Λcn e^+\nu，计算了形状因子和衰变宽度。利用重强子手征微扰理论研究了Ds0(2317)和Ds1(2460)强衰变，拉氏量中包括一阶手征破缺修正项，给出了衰变宽度。