超级z工厂上强子化机制及重味强子的研究

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1、超级Z工厂上强子化机制及重味强子的研究摘要：强子化过程普遍存在于各种高能反应中，属于当前仍未解决的非微扰量子色动力学问题，只能通过各种唯象模型来描述。该文根据当前流行的LUND弦碎裂模型和夸克组合模型的强子化图象，针对超级Z工厂，讨论了强子多重数、重子介子比、重子反重子关联等系列强子化效应，将上述强子化模型的理论预言结果与实验数据进行了比较分析。结果表明，未来计划建造的超级Z工厂，在实验精细检验强子化机制、探寻稀有强子产生等方面，具有非常重要的意义。关键词：超级Z工厂强子化模型重子介子比重子反重子关联中图分类号：0572.2文献标识码：A文章编号：1674-098X(201

2、5)04(b)-0023-02因强子化过程的非微扰性，强子化机制到目前仍未解决。强子化机制普遍存在于各种高能反应中，如e+e-湮灭、强子/核子-强子/核子碰撞等。在这些反应中，特别是在将来的超级Z工厂，高能e+e-煙灭是研宄强子化机制的最佳场所，因为所有末态强子都是由初态通过强子化产生。高能e+e-湮灭到强子的过程一般分为4个阶段.(1)弱电过程。即e+e-湮灭为虚光子或中间玻色子，再由它们转变为初始的正反夸克对。这一过程可由标准模型中的弱电理论严格计算。(2)微扰过程。初始夸克对辐射出胶子，胶子进一步劈裂为次级夸克与次级胶子，并由它们继续辐射出胶子。这一过程可用微扰量子色

3、动力学(PQCD)进行严格计算。(3)强子化过程。这一过程中，夸克和胶子通过相互作用禁闭而形成强子。这一过程属于当前仍未解决的非微扰QCD问题，因此只能通过各种唯象模型描述。(4)不稳定直生强子的衰变过程。这一过程可通过实验观测来研宄。该文主要研究上述第3过程，即强子化过程。主要方法是通过将各种强子化模型的结果与实验数据进行比较，来分析和讨论末态强子的特性与产生机制，超级Z工厂是研宄这一过程的有利场所。当前流行的强子化模型，如LUND弦碎裂模型(LSFM)[1]、Webber集团碎裂模型(WCFM)[2]及夸克组合模型等，在解释e+e-堙灭与质子对撞过程的相关实验数据方面相

4、当成功。QCM最初是由Annisovich和Bjorken等人提出的［3］，它不需要引入任何附加机制，就能在统一的框架下自然地描述重子和介子的产生规律，这是其最大优点之一。特别是山东夸克组合模型(SDQCM)及其夸克产生率和组合率，获得了一系列结果［4］，证实了它可以自然地解释末态多部分子相空间快度关联及重子介子比。强子化模型是微扰QCD过程和实验之间的桥梁，因此有关它的研究非常重要。轻强子方面的研宄在先前的工作中已被讨论，这里主要利用LSFM和SDQCM来讨论重强子，如AC、Ab、Bu的产生。1超级Z工厂上的强子化效应研宄该文利用LSFM及SDQCM在超级Z工厂研究了强子

5、化。重点研究了重重子的特性，如重子介子比、重子反重子关联等。对于LSFM，我们采用文献［4］中的参数，它与实验数据相符甚好。首先我们研究了LSFM和SDQCM在超级Z工厂对末态强子多重数的预言。通过比较可发现，LSFM和SDQCM的预言与大多数实验数据［5］相一致。但表1中列出的一些重重子(如Sb，2b,Qb)的多重数在Z0能量下仍未被测量，且上述两种模型的理论预言有较大差别。因此，在Z0能量下测量这些粒子的产生率是区别不同强子化机制的有效途径。我们在Z0能量下研宄了重重子的产生率与积分亮度间的关系。结果表明，对LEPI，LSFM和SDQCM预言的Sb的产生率约为103,Q

6、b的产生率约为数十或数百。为足够精确研宄重重子的产生机制，积分亮度应增加到足够大。假设超级Z工厂积分亮度可达104pb-l,根据LSFM或QCM的预言，Qb的产生率就可达几千甚至几万，可更精确研究重重子的特性和检验强子化模型。在LSFM中，重子介子比可通过一些自由参数来调节，而SDQCM在统一的框架下描述重子和介子，因此重子介子比可自然地获得。表2给出了Z0能量的一些重子介子比。可以看出，LSFM与SDQCM都可解释当前的数据。研宄重子的特性，特别是相应的味关联，有益于揭示强子化机制的本质。味关联量定义为，其中是的数目，是重子（反重子）的数目。分别对应（）的情况［6］。LS

7、FM与SDQCM预言的味关联量及相应的OPAL数据［6］在表3中列出。2结语该文重点研究了与重强子有关的预言结果，如LSFM和SDQCM在Z0能量的重子介子比、味关联等。结果表明，超级Z工厂未来实验在检验强子化机制，特别是探寻稀有强子，如双重重子的产生方面具有非常重要的意义。在e+e-湮灭过程中，双重重子的产生揭示了末态部分子系统一种特殊的色连接方式，其在流行的强子化模型中并未被考虑。在将来的超级Z工厂，相应的可观测物理量能以更高的统计性被测量。因此，强子化机制及其非微扰本质可在超级Z工厂进一步研宄。参考文献[1]