超核體系nnΛΛ的夸克模型研究.pdf

1、1952年，Marion Danysz和Jerzy Pniewski在波蘭科學(xué)院的會議上首次提出發(fā)現(xiàn)了超核，之后被證實是Λ超核。Λ超核的發(fā)現(xiàn)打破了原子核只是由中子和質(zhì)子組成的傳統(tǒng)概念，使原子核的描述從原來的二維:質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)，變成了三維:質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)和奇異數(shù)。Λ超核是除了質(zhì)子和中子外還包含一個奇異數(shù)為-1的Λ超子的超核體系，至此，開啟了研究超核物理的大門。
　　在發(fā)現(xiàn)首個Λ超核之后的幾年里，由于實驗水平的限制，只是在宇宙線中用

2、核乳膠或氣泡室來觀察和研究Λ超核，從中提取基態(tài)結(jié)合能，但是記錄下來比較困難導(dǎo)致事例數(shù)很少，得到的數(shù)據(jù)也不是很可靠，因此當(dāng)時超核物理進展十分緩慢。在二十世紀(jì)60年代，有人提出具有合適的運動學(xué)條件的反應(yīng)過程n(K-，π-)Λ能產(chǎn)生Λ超核，他們發(fā)現(xiàn)當(dāng)K-介子碰撞原子核之后，會發(fā)生奇異數(shù)交換反應(yīng)，釋放出π-介子，同時有Λ粒子產(chǎn)生。之后歐洲核子研究中心（CERN）質(zhì)子同步加速器(PS)，美國布魯克海文國家實驗室(BNL)，日本高能物理實驗室(KE

3、K)引出了高強度的K-介子束流，專門用來研究Λ超核，之后還有（π+，K+），（π-，K+），(e，e'K+)等方式產(chǎn)生，其中，除了研究比較多的Λ超核，還有∑超核，三超核，甚至還有帶粲夸克或者底夸克這些味道的超子組成的非常規(guī)超核。在過去的幾十年里，特別是近幾年，超核物理學(xué)無論在實驗上還是在理論上都進行了大量的研究，隨著實驗手段和理論的進步，關(guān)于超核也有了很多新的進展。
　　超核的研究具有十分重要的意義，因為超子本身壽命很短，大約在(

4、10-10s)，超子(Y)和核子(N)散射實驗進行比較困難，導(dǎo)致直接研究YN相互作用就比較困難，而超核的研究給YY，YN相互作用提供了很重要的信息。
　　本文研究的是nnΛΛ，帶有兩個Λ粒子的超核系統(tǒng)，主要是有兩個原因，首先有實驗聲稱發(fā)現(xiàn)了四中子體系的存在，之后有很多理論和實驗都研究了四中子體系，我們組也在夸克模型下從理論上研究了這個體系，得到的束縛能大約有100MeV左右，但是目前仍然不能在實驗上確認(rèn)其是否真的存在，而且四中子體

5、系是全同費米子，受到泡利不相容原理的限制，要形成束縛態(tài)在理論上可能比較困難。因此，有人提出如果將四中子體系中的兩個中子換成兩個Λ粒子，這樣不會受到泡利不相容原理的限制，理論上應(yīng)該更容易形成束縛態(tài);其次是超核物理研究越來越熱門，在2001年，Nagaraevent之后，對于是否存在帶有雙Λ粒子的研究也引起了很多關(guān)注。
　　本文的創(chuàng)新之處在于是從夸克層次出發(fā)研究這個nnΛΛ超核系統(tǒng)，這是一個12q體系?？紤]了構(gòu)成核子、超子的夸克之間的

6、相互作用。之前的研究都是基于強子層次上的計算，是一個四體系統(tǒng)，并沒有考慮夸克之間交換。本文的主要工作是在絕熱近似下，對這個12個夸克系統(tǒng)的能量做了計算。在計算時，將12個夸克分成四個子集團，對應(yīng)于兩個中子和兩個Λ超子。首先我們利用對稱性，認(rèn)為四個集團具有確定的空間對稱性，僅需要三個變量來描述體系的空間結(jié)構(gòu)。然后利用Monte Carlo方法檢驗了這個空間對稱性。通過計算，我們發(fā)現(xiàn)此體系有-112MeV的等效吸引。等效吸引的存在是體系存在