Спектроскопия легких и тяжелых S-волновых барионов Иванов, Денис Витальевич

Введение к работе

Актуальность темы. Задача описания спектра и извлечения свойств барионов в рамках квантовой хромодинамики являет-:я объектом интенсивных исследований в течение последних десятилетий. На пути решения этой задачи был создан ряд непертур-Зативных методов, позволивших получить определенные полуфе-иоменолотические модели, используемые в настоящее время для описания физики сильных взаимодействий при низких энергиях. Вутстраиная кварковая модель относится к их числу. В рамках )той модели удалось получить спектр масс, а затем описать электрические формфакторы низколежащих S'-волновых легких баритов (гиперонов), составленных из легких кварков. Очевидно, к -шслу современных актуальных задач относится распространение этого подхода на очарованные барионы, имеющие в своем составе тяжелые с-кварки.

В предлагаемой вниманию диссертации развитые в бутстрап-гой кварковой модели методы применяются для вычисления спе-гра масс двух низших мультиплетов J^p — \ , J^p = очарован-іьіх барионов. В основу предлагаемого подхода положено прибли-кенное решение уравнений Фаддеева методом, основанным на выделении главных сингулярностей амплитуды. Тем самым удается )азвить равноправный подход к описанию легчайших и тяжелых содержащих 1,2 или 3 с-кварка) барионов.

Также выведены системы интегральных уравнений, соответ-:твующих возбужденным (N = 2, 56*) барионным мультиплетам Т^р = \ , | , которые аналогичны интегральным уравнениям для

)-волновых низколежащих барионных мультиплетов J^p — \ , | . Толучен спектр масс этих барионов, включая Реперовский резо-іанс. Тем самым развиваемый в диссертации подход распростра-[яется и на возбужденные барионные состояния.

Кроме этого, в рамках единого подхода при помощи метода [исперсионного интегрирования по массам составных частиц опи-ываются электрические формфакторы легчайших скалярных ди-варкови S'-волновых легких барионов. Это позволяет существен-:о дополнить информацию о барионах, которую дает исследование

их спектроскопии, и провести аналогию между такими легчаишк ми двухкварковыми состояниями, как псевдоскалярные мезоны скалярные дикварки.

Целью диссертации является исследование электрически формфакторов и зарядовых радиусов легких барионов и скаля[ ных дикварков, а также вычисление спектра масс тяжелых очг рованных барионов и барионных резонансов.

Научная новизна работы. В диссертации получены след\ ющие новые результаты:

1. Исследовано поведение электрических формфакторов гиперс нов октета J^p = \ в области малых и промежуточных перс данных импульсов. Для заряженных членов октета вычисле ны зарядовые радиусы. При этом не было введено никаки новых параметров дополнительно к полученным в бутстраг ной кварковой модели.

2. Изучено поведение электрических формфакторов легчайши скалярных дикварков. Получены значения их зарядовых рг

диусов.

3. Выведены интегральные уравнения для трехчастичных aiv плигуд б'-волновых очарованных барионов. Эти уравнени построены в форме дисперсионных соотношений по парно энергии двух взаимодействующих частиц.

4. Получены системы приближенных уравнений для очароваї ных барионов мультиплетов J^p — \ , J^p — | .

5. Вычислен спектр масс двух низших мультиплетов очароваї ных барионов J^p = | ,/^ = 1 .

6. Обоснована возможность применения метода, развитого дл 5-волновых барионов и опирающегося на решение реляті вистских трехкварковых уравнений Фаддеева, к барионны резонансам. Вычислены массы возбужденных (N = 2,56* барионных резонансов (включая Реперовский резонанс). Эт

массы находятся в удовлетворительном согласии с имеющимися на настоящий момент экспериментальными данными.

Научная и практическая ценность работы. Результаты циссертацип, основанные на привлечении методов бутстрапнои кварковой модели, открывают широкие возможности как для объяснения имеющихся экспериментальных данных, так и для получения новых предсказаний для более полного описания характеристик легких и тяжелых барионов. Полученные в диссертации результаты могут найти применение в СПбГУ, ПИЯФ и других /ниверситетах и институтах РАН, в которых проводятся исследо-зания в области физики элементарных частиц.

Апробация работы.Результаты работы докладывались на іаучньїх семинарах Санкт-Петербургского Государственного Уни-ієрситєта и Санкт-Петербургского Государственного Техническо-'о Университета.

Публикации. Основные результаты диссертации опублико-іаньї в пяти научных работах.

Структура и объем работы .Диссертация состоит из введе-гия, четырех глав, заключения и четырех приложений. Общий )бъем работы — 91 страница, включая 9 рисунков, 4 таблицы и писок литературы из 100 наименований.