格点上强子及其相互作用的研究

In this project, based on lattice quantum chromodynamics, we will study the spectra and fine structures of hadrons. In the research of hadrons’ spectra, we will focus on exploring the properties of resonance states mainly by hadron-hadron scattering, which plays an important role in the study of resonance states. In the study of the scattering on lattice, Lüscher's formula is essential. Thus to generalize Lüscher's formula becomes profound meaningful. In this project, we focus on generalizing Lüscher's formula for two-particle scattering with spin 3/2 and three-particle scattering with arbitrary spin. In the research of hadron structure, we will mainly study two-photon decay of charmonia and radiative transition for the charmed mesons to obtain numerical results which can be compared to the experimental data, including form factor, charge radius, radiative transition decay width,etc..

本项目利用格点量子色动力学理论研究强子谱及其精细结构。强子谱研究的主要内容是探究共振态的性质，采用的主要手段是强子-强子散射。在强子-强子散射的研究过程中，Lüscher公式不可或缺。因此，对该公式的进一步推广具有重要意义。本项目将致力于研究自旋为3/2的两粒子散射以及任意自旋的三粒子散射的Lüscher公式。强子精细结构的研究主要集中在计算粲偶素到双光子衰变以及含粲夸克介子辐射跃迁过程中可以与实验相比较的结果,具体包括形状因子，电荷半径，辐射跃迁的衰变宽度等。

本项目基于格点量子色动力学方法对强子谱以及强子精细结构进行了研究。强子谱的研究主要是通过强子-强子散射来探究共振态性质。在强子-强子散射的研究过程中，Lüscher提出了一个非常重要的公式，称之为Lüscher公式。因此关于该公式的推广非常具有研究意义。本项目在格点上研究了\Omiga-\Omiga重子散射问题中的Lüscher公式。在非对称的格子上研究了重子-重子弹性散射的散射相移。为格点上研究强子-强子散射提供了理论基础。通过在格点上的数值计算研究了D*D1介子的散射进而得到了Zc（4430）共振态的性质。强子精细结构的研究主要是对介子电磁辐射跃迁过程的探究。电磁辐射跃迁这一物理过程为从实验和理论上理解强子的内部精细结构提供了非常重要的桥梁。实验上，可以通过大量的实验数据来探测强子的性质。同时在理论上，人们可以通过不同的理论方法对强子的精细结构来做系统的研究，从而通过实验和理论的对比给出强子内部精细结构的信息。由于电磁辐射跃迁这一物理过程包含了电磁相互作用以及强相互作用。前者可以通过微扰理论进行研究而后者只能通过非微扰的理论进行研究。而格点量子色动力学是一个非常好的非微扰理论。因此，在格点上研究电磁辐射跃迁过程是非常好的一种方法，并且可以得到较好的计算结果。本项目中，利用Nf=2的Twisted Mass 组态，基于扭转边界条件在格点上数值研究了粲偶素\eta_c--\gamma\gamma的辐射跃迁振幅并从中提取形状因子以及辐射跃迁的衰变宽度。同时对于含粲夸克介子电磁辐射跃迁过程也就行了数值研究。在格点上计算了D介子、Ds介子、J/Psi粲偶素介子的电磁辐射衰变电荷半径以及Ds*--Ds\gamma电磁辐射衰变过程的衰变宽度。