重子激发态的性质及其在相关反应中的角色

Understanding the properties of baryon resonances is a hot and frontier topic of the studies of strong interaction in low and intermediate energy region. However, up to now our knowledge on this topic is still not satisfying. In recent years, some significant progress has been made in this field on experimental side, which offers a good basis for further investigating the properties of baryon resonances. In our earlier works, based on the studies of the couplings of nucleon resonance with strange particles, we investigated the role of five-quark component in baryon resonances and found that KN scattering experiments may offer a unique way to study the couplings of nucleon resonance with strange particles. With these findings, in this project we plan to study the reaction mechanism of relevant reactions and try to find suitable reactions and physical observables to extract the parameters of baryon resonances and their couplings with various channels. The analysis on the couplings of nucleon resonance with various channels will be helpful to find the clues of the internal structures of baryon resonances. At the same time, we will also study the special role of polarization observables in analyzing the reaction mechanisms. These works are import for understanding the physics of strong interactions in low and intermediate energy region.

重子激发态性质的研究是中低能区强相互作用研究中的热点问题，但目前人们对于重子激发态的性质及其内部结构的认识仍不太清楚。近年来，实验方面的快速进展为我们进一步研究重子激发态的性质奠定了坚实的实验基础。在前期的工作中，通过对核子激发态与奇异粒子耦合的研究，我们探讨了五夸克组分在重子激发态中扮演的角色，发现了在KN散射中研究核子激发态的独特优势，提出了研究核子激发态的一条有特色的新途径。在此基础上，本项目将立足于已有的以及最新的实验数据，通过对相关反应道的反应机制进行研究，寻找合适的反应道以及对共振态性质比较敏感的观测量来提取核子以及其它重子激发态参数及其与不同反应道耦合的信息。通过分析重子激发态与相关反应道耦合的信息，寻找揭示其内部结构的线索，着重探讨极化观测量对于研究反应机制所起的独特作用。这些工作对于研究中低能区强相互作用、解释反应机制以及了解重子激发态的性质有重要作用。

对重子激发态的研究对于了解强子结构和强子谱都有很重要的意义，近些年来由于实验和理论方面的进展，强子物理的研究有了很多新的成果，然而对于重子激发态的知识我们还有许多不足，这一点从粒子数据表里重子激发态的相关信息就可以看到。其中一个比较显著的不足就是核子激发态与奇异粒子的耦合以及奇异粒子共振态性质的研究，造成这个结果很重要的一个原因就是相关的实验数据相对比较缺乏，因此在新的反应道中开展重子激发态性质的研究就变得非常重要。在我们的工作中，我们在以往工作的基础上继续探讨了在K+N散射和gammaN散射中研究重子激发态的可能。通过研究我们发现对重子激发态的自旋极化状态的讨论对我们了解反应机制、研究重子激发态的性质都有非常重要的作用。我们发现在K+p-->K0pi+p这个反应中rho介子和Sigma重子交换可能扮演最重要的角色，因此对这个反应的研究有利于我们对Delta(1232)与Nrho和Ksigma的耦合的了解，同时我们也发现对Delta(1232)自旋状态的研究对于我们考察rho和Sigma的交换是非常重要的。光生过程也是近年来开展的一条研究重子激发态的新途径，相对于单介子产生过程，双介子产生过程的研究还很不够，虽然双介子产生过程的反应机制相对复杂，但是由于某此过程特殊的反应机制，这些反应可以用来研究一些在其它反应道比较难于研究的共振态的性质，具体的我们研究了gamma p->petaeta这个反应，我们发现这个反应道在低能区很适合来研究N(1535)与矢量介子的耦合，这个耦合对研究一些其它问题比方NN->NNeta的反应机制有很重要的作用。以上这些工作为重子激发态将来的研究开辟了一些新的方向，可以作为以后在这些反应道开展相关研究的基础。