【摘要】：正負電子對撞實驗觀測到一些新的底夸克偶素共振態(tài),而這些新近共振態(tài)的發(fā)現(xiàn)為從理論上辯識它們的結構提供了機會。量子色動力學(QCD)是目前描述強相互作用的基本理論,其主要特征是漸近自由、手征對稱自發(fā)破缺和夸克禁閉。由于QCD在高能區(qū)的漸近自由,對高能過程可用微擾QCD處理。然而,在低能區(qū),QCD高度非微擾,低能過程需要用非微擾理論處理,而非微擾QCD理論要比微擾QCD理論復雜得多,迄今還沒有找到較成熟的處理方法。目前,人們發(fā)展了各種低能QCD理論方法,而強子譜也成為檢驗這些理論方法的有效性提供了重要場所。因此,在夸克模型框架下詳細地分析底夸克偶素的質量譜是有意義的。本文采用的組分夸克模型兼?zhèn)淞薗CD的漸進自由以及長程禁閉的特點,對強子的基態(tài)以及激發(fā)態(tài)都能給出較好的解釋。在短程區(qū)域采用單膠子交換勢,而在長程部分引入了唯像的線性禁閉勢,并基于禁閉的標量和矢量混合屬性,給出了其相對論修正。這樣得到的夸克—反夸克勢除中心力場外,還包括色磁自旋項,自旋-軌道耦合項,自旋相關張量項。在給出勢能的形式后,通過數(shù)值求解耦合道薛定諤方程,得到基態(tài)和激發(fā)態(tài)的能量以及與能量對應的波函數(shù),并與可用實驗數(shù)據(jù)進行比較。最后,基于數(shù)值計算結果,著重分析了由勢函數(shù)中自旋張量項引起的分波混合效應,討論了實驗上觀測分波混合共振的可能性。本文主要分為以下四個部分,在第一部分,本文簡要的回顧了強子物理的發(fā)展以及簡單地介紹了近來常用的非微擾方法。在第二部分,本文詳細地介紹了組分夸克模型的基本原理以及數(shù)學基礎,并給出了非相對論性的組分夸克模型的勢。在第三部分,本文利用Fortran程序(FESSDE)計算具有各個量子數(shù)的bb?束縛態(tài)質量,并將計算結果與bb?束縛態(tài)的實驗值能譜進行了對比,特別是仔細對比了可能發(fā)生S-D波混合的1--態(tài),并附上了各個激發(fā)態(tài)的波函數(shù)的圖像,計算了混合態(tài)的分波的占比。最后,在附錄部分,本文則簡單地介紹了FESSDE程序的計算原理。
[Abstract]:Some new bottom quark emitters have been observed in positron collision experiments, and these recent resonance states provide an opportunity to identify their structures theoretically. Quantum chromodynamics (QCD) is a basic theory describing strong interaction at present. Its main characteristics are asymptotic freedom, chiral symmetry spontaneous breaking and quark confinement. Because of the asymptotic freedom of QCD in the high energy region, the perturbation QCD can be used to deal with the high energy process. However, in the low-energy region, the QCD is highly non-perturbation, and the low-energy process needs to be treated by non-perturbation theory, which is much more complicated than the perturbation QCD theory. So far, no more mature treatment method has been found. At present, various low-energy QCD theory methods have been developed, and Hadron spectra have become an important place to test the validity of these theoretical methods. Therefore, it is meaningful to analyze the mass spectrum of bottom quark in detail under the framework of quark model. The component quark model adopted in this paper combines the characteristics of the asymptotic freedom of QCD and the long range confinement. The ground state and excited state of Hadron can be well explained. The single gluon exchange potential is used in the short range region, and the phenomenological linear confinement potential is introduced in the long range region. Based on the scalar and vector mixing properties of the confinement, the relativistic correction is given. In addition to the central force field, the quark-antiquark potential obtained by this method also includes the color magnetic spin term, the spin-orbit coupling term and the spin dependent Zhang Liang term. After giving the form of potential energy, the coupled channel Schrodinger equation is solved numerically. The energy of ground state and excited state and the wave function corresponding to energy are obtained, and compared with the available experimental data. Finally, based on the numerical results, the fractional wave mixing effect caused by the spin Zhang Liang term in the potential function is emphatically analyzed, and the possibility of observing the fractional wave mixing resonance is discussed. This paper is divided into four parts. In the first part, the development of Hadron physics is briefly reviewed and the recent non-perturbation methods are briefly introduced. In the second part, the basic principle and mathematical basis of the component quark model are introduced in detail, and the potential of the nonrelativistic component quark model is given. In the third part, we use the Fortran program (FESSDE) to calculate the bb? with each quantum number. The mass of bound states and the calculated results are compared with those of bb?. The experimental energy spectra of bound states are compared, especially the 1- states where S-D wave mixing may occur are compared carefully, and the images of the wave functions of each excited state are appended to calculate the fractional wave ratio of the mixed states. Finally, in the appendix part, this paper briefly introduces the calculation principle of FESSDE program.
【學位授予單位】：西南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O572.33

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本文編號：2264381