重子激发态性质的研究

Study of properties of the baryon excitations is always one of the most important topic in hadronic physics. By investigating the properties of strong and electromagnetic decays of baryon excitations, we can get more information about structures of baryon excitatoins, it will enrich our understanding of strong interaction. Nowadays, the experimental data about decays of the baryon excitations, photon-nucleon and meson-nucleon scattering is very fruitful, it's convenient for us to study the properties of baryon excitations theoretically. While up to now, there is no governing theory which can deal with the existing data simultaneously. Consequently, we have to improve the existing phenomenological models or seek for new ones. Recently, we have developed the traditional constituent quark model to include five-quark Fock components in the baryons. This newly developed quark model has been successfully applied to the properties of ground states of baryons and a few baryon excitations. So in this project, we will concentrate on the five-quark components in the baryon excitations and their contributions to the properties of baryon excitations, at the same time, we will continuously improve our model.

重子激发态的性质,一直是强子物理研究中最重要的课题之一，通过对重子激发态强衰变、电磁衰变等性质的研究，我们可以更好地了解重子激发态的内部结构，从而进一步加深对强相互作用的理解。当前，关于重子激发态的衰变以及光子-核子、介子-核子散射的实验数据已经非常丰富了，这使得我们可以很方便地对重子激发态的性质进行理论研究。然而，迄今为止，并没有一个很好的理论模型可以为这些已有的实验数据给出很自洽的解释，所以我们仍需要进一步地完善已有的唯象模型或寻找新的模型。最近，我们将经典夸克模型初步发展为包含高阶五夸克Fock成分的模型，并应用此模型成功地描述了一些基态重子及少量重子激发态的性质。所以，在本项目中，我们的主要研究内容是重子激发态中的五夸克成分及其对重子激发态的性质的影响，与此同时，我们也会对我们的模型进行不断地完善。

重子激发态的性质一直都是强子物理研究中的重要课题之一。通过对重子激发态强衰变、电磁衰变等性质的研究，我们可以更好地了解重子激发态的内部结构，从而进一步加深对强相互作用的理解。. 在本项目中，我们主要应用拓展组分夸克模型，考虑重子中的五夸克成分，研究重子的物理性质。首先，我们研究了低能负宇称Omega激发态的质量谱。在研究过程中，我们分了三步进行。第一步，我们应用组分夸克模型，计算了Omega五夸克激发态的质量谱；第二步，我们研究了低能负宇称的三夸克、五夸克Omega激发态之间的混合，在研究中，我们取了瞬子相互作用作为重子中的夸克-反夸克对产生机制；第三步，我们假设重子中的夸克-反夸克对产生机制，以及夸克-夸克之间的超精细相互作用均为Nambu-Jona-Lasinio相互作用，对低能负宇称Omega激发态的能谱进行了计算。我们的研究结果表明，能量最低的负宇称Omega激发态，很可能是自旋为3/2的态，而不是自旋为1/2的态；其能量可能在1700-1800MeV。这对实验中寻找Omega激发态具有重要的指导意义。. 第二，我们研究了基态重子八重态中的内禀海夸克成分。在研究过程中，我们应用了3P0模型作为重子中的夸克-反夸克对产生机制，计算了重子八重态中的五夸克成分的存在几率，进而讨论了质子的奇异磁矩、奇异磁形状因子，重子八重态的sigma项等。我们的研究结果表明，质子的奇异磁矩可能是一个接近于0的负值，这与近期的实验结果相符；在我们的模型中，计算得到的重子八重态的sigma项，总体上与格点QCD、手征微扰论的计算结果相吻合，这在一定程度上表明，我们的拓展夸克模型是比较合理的。. 另外，我们还研究了Lambda(1405)与KN的耦合常数，Y(4260)的无粲衰变，以及具有d*的量子数的六夸克态的能谱。我们的计算结果表明，一些六夸克态的质量与实验观测到的d*的质量非常接近，故这些六夸克态很有可能是d*的主要成分。