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近年来,实验观测发现的一些介子态无法在传统强子的夸克模型下得到合理的解释。理论上提出了胶球、四夸克态、分子态、四夸克态与介子态的混合态等多种模型,力求对其结构给以合理解释。
量子色动力学(QCD)是目前公认的描述强相互作用的基本理论。在低能区,由于长程的禁闭行为和QCD本身的复杂性,非微扰求解QCD遇到困难。各种符合QCD精神的模型被发展起来解释强子的性质。势模型是其中重要的模型之一,该模型采用势描述夸克之间的相互作用。一般认为它包括在短程区域起主要作用的单胶子交换库仑势和在长程区域起主要作用的禁闭势。
本文的主要工作是采用已在解释传统强子态上获得巨大成功的势模型研究四夸克态的质量,并希望对一些奇特介子态提出可能的理论解释。计算中采用了Jaffe-Wilczek的双夸克模型,采纳了夸克一夸克及双夸克一双反夸克之间的相互作用为单胶子交换势与标量和矢量线性混合禁闭势的思想,考虑了相对论效应对四夸克态体系的影响。计算结果显示fo(600)、κ(800)、fo(980)、αo(980)、Ds(2317)、Ds(2457)、Ds(2632)、X(3872)和Y(3940)有可能是双夸克一双反夸克束缚态。
本文主要分为以下四部分:第一部分是文章的引言。第二部分介绍奇特介子态的最新实验和理论研究状况:第三部分基于线性禁闭势是源于标量和矢量混合的思想,构造了到v2/c2级次的完全相对论修正的夸克.夸克、双夸克-双反夸克相互作用势;分析了采用双夸克模型的原因;阐释了双夸克-双反夸克相互作用势的选择依据。第四部分是在相对论性夸克模型框架下,假定四夸克态是双夸克和双反夸克的束缚态,利用变分近似计算四夸克态质量,并通过对计算结果的分析,探讨哪些奇特介子态有可能被辨认为是四夸克态。