EicC上矢量介子产生的研究

来源 :中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所) | 被引量 : 0次 | 上传用户:yaya1717
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电子-质子散射过程中矢量介子的产生是EicC上一个重要的研究方向。它可以用来理解夸克偶素的相互作用机制,探测质子的内部结构,以及检验QCD的相关模型。本文的主要内容是EicC上矢量介子的光产生和电产生的研究。电子与质子散射产生矢量介子的过程主要包括两步:电子释放出虚光子,然后虚光子与质子发生相互作用产生矢量介子。其中前一步是由光子流描述的,后一步的描述存在众多的模型。对矢量介子的理论研究方法应用较广的有色偶极子模型和幺正化的手征微扰理论。其中色偶极子模型是把光子看成一对色单态的偶极子与质子发生相互作用,它可以适用于电子-质子的深度非弹性散射以及超擦边碰撞中矢量介子的产生。该模型下矢量介子的产生由光子的光锥波函数,色偶极子与质子的散射振幅,以及矢量介子的光锥波函数三部分组成。幺正化的手征有效场论是从SU(3)味道对称性的拉氏量出发,求解散射振幅,进行分波和幺正化等过程来研究矢量介子的。该方法可以用于矢量介子的重散射过程和矢量介子与重子形成的五夸克态的研究。光子与质子的散射主要是通过交换胶子或坡密子来进行,故而矢量介子的研究可以用来提取质子内胶子的分布函数,以及检验不同数据库下的GDF(Gluon Distribution Function)。由于近阈能区J/ψ和?的光产生截面与质子质量中的迹反常参数b有关,所以矢量介子光产生的研究对于质子质量起源的解释也有帮助。电子-质子散射过程中产生的矢量介子与质子耦合在一起时还有可能形成五夸克态如:P_c、P _b等。因此,矢量介子的研究对于五夸克态的理解和发现也有用处。本文首先研究了不同模型下J/ψ的光产生截面,通过将散射截面与实验数据对比,我们给出了各模型的适用能区及其背后物理机制的解释,并且发现参数化的坡密子交换模型与低能及近阈能区J/ψ的实验数据符合的最好。而不同数据库下胶子分布函数之间的差异很大,故而对GDF的进一步校准仍然很有必要。随后,考虑到?和J/ψ有相似的夸克组成和相同的量子数,我们用光子胶子聚合模型和唯象的坡密子交换模型通过拟合?高能的实验数据给出?在低能及近阈能区光产生截面的预言。然后,我们又将不同模型下矢量介子的光产生截面与光子流结合,给出了它们在EicC上的电产生截面。我们发现轻矢量介子的产生截面远大于重矢量介子的产生截面。尽管如此,如果探测器的效率为0.2,每年在EicC能区的16.75GeV附近也能观测到数百个?的事例数,这将对?与质子组成的五夸克态P_b的研究有很大帮助。最后,我们还用eSTARlight上的蒙特卡洛产生器模拟了EicC上J/ψ,ρ~0,φ的散射截面随快度和横向动量的分布。对比发现,轻矢量介子的快度分布范围也比重矢量介子更广。
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