夸克层次线性σ模型下σ（600），α_0(980)和f_0(980)的双光子衰变

【摘要】： 轻标量粒子是否存在以及它们的夸克构成和性质是粒子物理学中的一个长期存在的问题。特别是几个质量在1GeV以下的标量共振态:σ(600)、a_0 (980)、f_0(980)和κ(700),其中, a_0 (980)和f_0(980)在上世纪60年代就已经确认其存在,并且认为它们的结构为普通的标量介子态;σ(600)几次出现在粒子数据表中,又几次在粒子数据表中消失;而κ(700)只是在最近才得到实验上的确证,同时,σ(600)存在的证据也越来越有说服力,总之,这些粒子的存在性或多或少得到确证。尽管如此,关于它们的夸克结构仍然很有争议。它们可能构成普通的标量介子九重态,但其质量谱似乎并不支持这一点。它们也可能具有更复杂的结构,比如四夸克态,介子分子态等,也可能是这些态的混合。因此,确定这些介子的夸克结构成为一个重要的问题。 辐射衰变对于确定共振态的夸克结构非常有用,这是因为夸克对电磁作用的敏感性,因此通过辐射衰变研究标量粒子的夸克结构是有效的途径。人们通常使用唯像模型对标量介子的辐射衰变进行研究。 本论文使用夸克层次的U (3)×U(3)线性?模型对σ(600)、a_0 (980)、f_0(980)等三个中性标量态的双光子衰变进行研究。U (3)×U(3)线性σ模型是对原有的SU (2)×SU(2)线性?模型的推广。在这个模型中,除了夸克自由度和U (3)九重态的赝标量介子外,引入了含有σ(600)、a_0 (980)、f_0(980)的标量介子九重态,即该模型假定它们均具有普通的qq结构,其中性粒子的双光子衰变是通过夸克三角图进行的。使用该模型的一个重要优点是它具有很少的自由参数:在双光子衰变过程中,只需要u夸克质量这一参数;我们给出了相应的衰变宽度,并讨论了在线性?模型下这些介子作为普通的qq态的可能性。