QCD求和规则方法概论及其在轻强子态研究中的应用

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QCD求和规则是一种半理论半唯象的非微扰方法。其核心要素——QCD关联函数通过色散关系连接了夸克层次的理论和强子层次的唯象,而非微扰效应被吸收到一系列可以唯象地确定的真空凝聚值中。因此QCD求和规则可以看成三个方面(层次)的有机结合:QCD理论(?)求和规则具体方法(?)强子唯象。本文中,我们围绕以上三个方面,系统地研究了 1-+轻混杂态、0--/1+-轻四夸克态和ρ介子的求和规则。在QCD理论计算方面,我们将(1-+,0++)关联函数的算符乘积展开拓展到完整的8维夸克和胶子算符凝聚项(考虑算符混合),并考察了这些高维凝聚项对OPE收敛性(或求和规则窗口)以及求和规则质量预言的影响。此外,我们还检验了矢量流关联函数中<αsG2>和的次领头项的计算,并主要考察了这些项在Holder不等式决定的求和规则窗口中的作用。在求和规则方法方面,我们使用不同的求和规则来进行分析并尝试改进这些求和规则。我们使用的求和规则包括Laplace/Borel求和规则、有限能量求和规则、蒙特卡洛求和规则等。首先,我们将传统求和规则中的稳定原则引入到了光锥求和规则的分析中。更重要的是,我们改进了蒙特卡洛求和规则(或加权最小二乘法拟合):我们通过引入一种Breit-Wigner型的谱密度(包含强子宽度)和由Holder不等式严格决定的求和规则窗口,去掉了求和规则中关于窗口的假设,并成功应用于ρ介子。在强子唯象方面,我们获得了 1-+轻混杂态、0--及1+-轻四夸克态的质量预言,我们也计算了 1-+轻混杂态的b1π和ρπ衰变道的衰变宽度并对0--轻四夸克态的衰变模式进行了分析。我们关于1-+轻混杂态的结果显示π(2015)是比π(1400)和π1(1600)更好的混杂态候选者,并且ρπ衰变道可能是鉴别混杂态的一个重要衰变道。我们关于0--四夸克态的研究显示D0衰变中的ρπ主导可能是一个四夸克态,而a0π是唯一可能的S波衰变模式,值得实验上特别关注。此外,我们给出的1+-轻四夸克态的质量预言显示这个态的质量应在具有同样量子数的普通介子h1(1170)质量之上的270MeV的范围内。
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