强子物理的有效场论研究

强子物理一直是理论物理的前沿热门课题，尤其是近几年实验上陆续了发现新的强子态。强子物理的研究对于理解强相互作用的非微扰效应，以及标准模型的检验和发展都具有重要的意义。有效场论是研究强子物理的系统手段。利用有效场论研究强子物理，一方面有助于人们对强子物理实验结果的理解，另一方面又可以促进有效场论技术的发展。本课题主要研究内容有低能的核子-反核子相互作用以及低能的核子-核子相互作用，这其中特别是有效场论在核子相互作用中的收敛性问题；强子形状因子的研究，比如核子的电磁形状因子；新强子态结构的研究，包括强子分子态的研究。本项目针对强子物理中迫切需要解决的问题申请立项，计划探索利用有效场论研究强子物理的实验现象，这些研究对理解强相互作用的非微扰效应，强子的结构以及有效场论技术的发展都具有重要的意义。

本项目的主要研究内容为有效场论技术在强子物理中的应用研究。该研究一方面可以利用有效场论技术来研究强子物理中一些热门且有争议的课题，另一方面也可以促进有效场论技术本身的完善和发展。在项目的具体执行中，我们侧重了利用有效场论从关于线型的数据中抽取出物理的信息。首先，我们构造了描述P波的D介子的低能相互作用有效场论，并利用其成功描述了北京谱仪（BES）所观测到的3770共振态附近所观测到的反常线型现象。我们发现该反常线型现象主要来自于低能D介子对的强烈末态相互作用。接下来，我们构造了吸收温伯格的复合性定理的有效场论，这种有效场论既考虑了束缚态中长程的分子态组份还可以考虑其中的短程组份。利用这一有效场论，我们研究了B介子衰变到K介子及D介子对这一实验中的线型，我们发现X（3872）粒子中有不可忽略的短程组份—粲夸克偶素，在X（3872）中发现这一短程组份的概率约为20%。我们的研究同时还表明，尽管短程组份在X（3872）中并非主要成分，但是X(3872)在B介子衰变过程中的产生却主要由这一短程组份主导。最后，我们将吸收了温伯格复合性定理的有效场论用于研究Zb态性质。通过对Upsilon（5S）衰变到hb（mP）pi pi和Upsilon（5S）衰变到BB*pi及B*B*pi实验数据的分析，我们发现这些实验数据更倾向于认为Zb态含有不可忽略的四夸克组份。我们定出Zb态中发现四夸克态的概率约为40%。我们所构造的这一吸收了复合性定理的有效场论可以被广泛地应用于XYZ等新发现强子态性质的研究。