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轴矢量介子a_1(1260)在πp散射中的产生机制研究

程晨  
【摘要】:介子与强相互作用自1935年汤川秀树提出介子交换模型以来就紧密联系在了一起。之后,人们对于介子和强相互作用的理解逐步深入。目前,描述强相互作用的基本理论是非阿贝尔规范理论――量子色动力学(QCD),夸克与胶子就是通过强相互作用束缚在一起。但是由于色禁闭效应的限制,我们无法在自然界中观测到单个夸克或胶子。由夸克和胶子组成的强子(包括介子和重子)是目前人类所能分割出来、观测到的最小单元。所以,强子物理的研究是我们探索微观世界的重要工具,它能够让我们更好地理解描述强相互作用的量子色动力学理论。目前,实验发现的大部分强子都可以由传统夸克模型解释。传统夸克模型中介子由夸克-反夸克对(q(?))组成,重子由三个夸克(qqq)组成。但是传统夸克模型并不完美,实验上还发现了很多与传统夸克模型不相容的强子,我们将之称为新强子态。原则上,描述强子构成的基本理论是量子色动力学。但是,直接从量子色动力学出发计算强子的性质是十分困难的。格点QCD计算方法是其中之一,但是需要消耗大量的计算机资源与时间。因此,在量子色动力学允许的范围内提出一些新的唯象模型来解释这些新强子态也是十分合理和有必要的,如多夸克态、分子态、胶球以及混杂态等。它们虽然不是最基本的方法,但在一定范围内被实验证实能够十分有效地描述之前无法解释的强子态。对于这些新模型和新强子态的研究,近来吸引了越来越多的物理学家的兴趣。基于有效拉氏量方法和手征幺正理论,本文研究a1(1260)轴矢量介子,该粒子也将其归入新强子模型中的一种――动力学生成态,并在πp散射中对其性质进行研究。首先,我们对粒子物理学的发展历史和标准模型的建立做简要的介绍。然后,我们对轴矢量介子a1(1260)的动力学生成过程进行详细的研究,认为它是由ρπ道与R*K道相互作用生成,并对其到各道的耦合常数进行了计算。接着,我们用有效拉氏量方法在πp散射中对a1(1260)的产生机制进行了研究,计算出了π~-p→a_1(1260)~-p反应的总截面并与实验数据进行了对比。结果表明,理论计算与实验结果在一定参数范围内有较好的符合。同时,我们还对π~-p→ρ0π~-p反应的总截面和微分截面进行了计算预言,以待以后更多的实验进行验证。最后,我们对光生过程中a1(1260)的产生进行了展望。


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