基于手征孤子模型的核子基本性质研究文献综述

 2022-08-31 10:25:50

基于手征孤子模型的核子基本性质研究

摘要:非成像孤子模型已成功用于将夸克的夸克结构纳入核物理。这些是现象学领域的理论,可以从QCD中获得动力以及可以计算核子结构和相互作用。文献中主要介绍三种类型的模型:孤子袋模型,手性夸克介子模型和彩色介电模型,所有这些都涉及与各种现象学玻色子场相互作用的夸克,并且介绍了它们的平均场解(孤子)的形式。

关键词:非拓扑孤子; 孤子袋模型; 手征孤子; 彩色电介质

一、文献综述

随着量子色动力学(QCD)(Marciano and Pagels,1978)的出现,我们现在有一个理论来描述强相互作用,因此原则上大多数核物理。然而,运行耦合常数导致夸克和胶子之间的相互作用在低能量,长距离的核物理体系中变得非常强大。理论的格子模拟(Creutz,1983)可以提供关于这个体系的一些有用信息,但是耗费了大量的计算时间,且它们仍然不能提供对强子性质的详细描述,更不用说它们的相互作用了。因此,对核物理学家的挑战是找到可以弥合基础理论和我们关于低能现象学知识财富之间差距的模型。我们选择的模型应该受到QCD(也许有一天从它衍生而来)的启发并体现它重要的特点,如禁闭和手性对称,同时避免了完整的复杂性非交换规范理论。至少现在,这些模型的参数必须被确定,尽管我们希望最终它们应该从QCD本身计算出来。

我们希望这些模型能够处理相对论效应,例如粒子的产生和湮灭,因此使用量子场理论是很自然的。 在平均场或经典水平,用于模拟强子物理的场理论具有局部化的束缚态解。 正是用这些物体来描述强子,取得了相当的成功。(在这里广义地使用术语“孤子”来表示对一组非线性方程组的任何静态或非静态解:Lee,1981; Rajaraman,1982)。

文献中看到的模型涉及与各种玻色子场相互作用的夸克,例如介子和胶球(Wilets,1987,1989; Banerjee等,1987; Celenza和Shakin,1987a)。这些通常称为“非拓扑”孤子模型。通过包含夸克自由度,他们结合了夸克和包模型的成功,以及已知在低能量强子物理中很重要的近似手征对称性(Pagels,1975)。通过与其他领域的相互作用给出了这些模型中夸克禁闭的事实,这避免了袋模型处理约束机制动力学的问题(Hasenfratz and Kuti,1978)。 这意味着他们可以描述动力学过程中的反冲修正和分离。

用于研究这些模型的技术是从多体理论中熟悉的技术,扩展到现场理论体系。虽然这些基于相当简单的近似,但应该记住,场理论只是有效的,旨在描述QCD的长距离机制。我们不应该试图解决他们的所有命令(否则我们也可以处理QCD本身)。选择这些模型的指导原则是,他们应该在半经典层面纳入重要的物理学。我们不应该过于担心重正常化或扰动扩张的收敛。这些问题对模型的短距离行为很敏感,这被认为是不现实的,因为模型缺乏渐近自由。没有这些是量子场理论,因此包括量子涨落是很重要的。事实上,这对于动态计算至关重要。然而,在这样做的时候,我们不能忽视这样一个事实,即场理论具有无限的自由度,所有这些都通过相互作用相互耦合(参见例如:Itzykson和Zuber,1980)。因此,我们不应该截然分割他们在我们的近似值。

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