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两个夸克之间的强相互作用势

作　者: 刘立全
导　师: 郭庆林；赵树民
学　校: 河北大学
专　业: 原子与分子物理
关键词: 强相互作用夸克禁闭单圈图 LoopTools 量子色动力学
分类号: O572.33
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 25次
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内容摘要

本工作中借助已成熟的量子场论知识,推导出了在树图阶情况下不同费米子相互作用势势函数在动量空间中的解析表达式,对其进行傅里叶(Fourier)变换,将其转换到坐标空间.考虑到色因子的相互作用和电荷的符号,可以得到两个夸克(正反夸克对)之间强相互作用的库仑势能的解析表达式.通过解两个粒子的薛定谔方程计算出了两夸克系统的能级公式,与氢原子的能级公式相互比较,并以三味重夸克(c、b、t)为例,结合氢原子的电离能得到树图情况下三味重夸克基态能的大小.考虑到单圈图的修正对物理理论结果具有重要的影响,因此我们利用高能物理做图软件(FeynArts)做出在双夸克系统中有两个或多个胶子交换的有效单圈图,利用微扰量子色动力学的知识,对正反夸克对强相互作用的单圈图做了详细的分析推导。最后选取适当的参数利用LoopTools软件包对多点格林函数进行计算,采用合理的近似对其中的结构表达式进行化简,最后得出了有效单圈图对树图的结果的修正值.本文的计算结果显示,双夸克系统中的强相互作用势中库仑势能部分并非无穷大,即使计算了最主要的单圈图修正之后,库仑势能依然为一有限大小,因此单纯有夸克的强相互作用并不能引起“夸克禁闭”现象,但是同时也证明了在双夸克系统中,存在着很大的库仑势能,因此很难从强子内部轰出自由态的夸克.此外,本工作的意义还在于,对目前最为流行的势模型具有非常重要的意义,因为势模型只考虑树图的结果,本文考虑了圈图的修正；该结果还有助于禁闭势中唯象参数的选取,因为禁闭势中所包含的库仑势和禁闭势之间有一个函数关系.

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
第1章引言  8-17
  1.1 粒子物理介绍  8-11
  1.2 应用软件的安装与应用  11-17
    1.2.1 应用软件的安装  12-14
    1.2.2 LoopTools的应用  14-17
第2章量子色动力学和标准模型  17-23
  2.1 量子色动力学(QCD)  18-20
    2.1.1 量子色动力学简介  18
    2.1.2 量子色动力学的群基础  18-20
  2.2 标准模型介绍  20-23
第3章树图对夸克相互作用势的贡献  23-30
  3.1 两个不同费米子的相互作用  23-26
  3.2 在树图阶夸克—反夸克之间的相互作用  26-27
  3.3 数值结果  27-29
  3.4 小结与讨论  29-30
第4章单圈图对夸克相互作用势的贡献  30-42
  4.1 单圈图修正的作用图形  30-31
  4.2 有效单圈图分析化简  31-39
    4.2.1 色矩阵的计算  35-37
    4.2.2 格林函数的计算  37
    4.2.3 正(负)能旋量与γ矩阵的处理  37-39
  4.3 数据结果与讨论  39-42
第5章结论与展望  42-44
参考文献  44-48
攻读硕士期间发表的学术论文  48-49
致谢  49

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