论文部分内容阅读
1974年J/Φ和Φ(2S)两个粒子的发现,开启了粲偶素研究之门,也使得QCD谱学进入了一个新阶段,随后实验上观测到越来越多的新强子态,极大地丰富了粲家族。近十多年来,Belle.BaBar等B介子工厂和BES,CLEO-c等实验组相继报道了一些衰变末态都含有cc的类粲偶素,由于大多状态与夸克模型给出的粲偶素状态不能很好地相容,所以被命名为XYZ粒子,例如X(3872),Y(3940),Y(4160),Z(3930)等,如何解释这些状态,这强烈的激发了理论物理和实验物理学家的兴趣,许多人纷纷加入了探讨和研究。从粲偶素能谱角度来分析,人们发现对于DD阈值之下的所有态,理论计算与实验结果吻合得很好；而对于DD阈值之上的许多态,它们难以在理论计算得到的粲偶素谱中找到适合的位置。建立夸克模型中的粲偶素态与实验上发现的状态之间的对应关系,不仅要求能量上符合,而且还有强衰变、弱衰变、辐射衰变等性质也需要符合。本文利用能够高精度求解少体问题的多高斯展开方法,在非相对论组分夸克模型下,首先计算粲偶素和粲介子的能谱,然后利用能谱计算中得到的波函数,在夸克对产生模型,即3P0模型下,计算满足OZI规则的粲偶素强衰变宽度、分支比等性质。我们将理论计算出来粲偶素相关数值和实验值对比,搞清楚实验上发现的状态,哪些是正常的粲偶素,哪些可能是奇特态。对实验报道的众多“XYZ"粒子给出合理的解释。依据实验上得到的XYZ粒子的质量、衰变宽度等数据以及对XYZ粒子产生机制的仔细分析,对比夸克模型下粲偶素能谱和两体强衰变计算,本文验证了实验上确定的ψ(4040),ψ(4415),Z(3930)ψ(3770)和ψ(4160)这五个态分别为ψ(3~3S1),ψ(5~3S1),χc2(2~3P2),ψ(1~3D1)ψ(2~3D1).另外依据本文计算结果,我们把Z(3940)指认为ηc(3~1S0),X(4140)指认为ηc(4~1S0),X(4~350)指认为χc0(4~3P0),X(4630)指认为Φ(5~3D1)都是较为合理的选择。其它的XYZ粒子我们尚未在粲偶素家族找到合理的位置,进一步的工作需要我们研究耦合道效应和多夸克态对能谱的影响。本工作的创新之处在于：用多高斯展开方法计算能谱和衰变宽度,精确度高,收敛快。且计算衰变宽度的空间部分波函数,是由求解能谱得到的真实的波函数,相对于以前采用拟合出来的SHO谐振子波函数,更接近真实的物理状态。