摘要
我们知道，强相互作用的基本理论是以夸克与胶子自由度及其规范场论为基础的量子色动力学(QCD)。这个理论在高能区是很成功的，但是在低能非微扰区域，由于非微扰QCD的复杂性，完全用QCD第一性原理处理低能强子问题非常困难，很多问题依然是不能解决的，而只能应用格点量子色动力学进行计算。虽然格点QCD近年来取得重要进展，但离满意描述还很远，特别是对于强子-强子相互作用和多夸克系统。而且这种方法依赖于计算机性能以及比较复杂的计算机程序。所以，我们就不可避免地需要在QCD 理论的基础上，建立一些相对简单的唯象模型，用以解释物理上的很多问题。众所周知，具有QCD主要性质的唯象模型在描述核子-核子相互作用、重子谱、重夸克偶素能谱等强子性质方面都取得了非常大的成功。在目前已有的众多唯象模型中，最成功的一个应该是组分夸克模型，包括非相对论组分夸克模型以及相对论组分夸克模型。本文就是利用非相对论组分夸克模型通过对低能重子激发态能谱及衰变的拟合，对夸克-夸克超精细相互作用进行一系列研究。 应用经典组分夸克模型，我们可以解释很多的物理问题。比如基态重子的质量、自旋、磁矩等。但是，这个模型依然存在着很多缺陷，其中比较显著的两个问题是，重子激发态N*(1440)，(Δ)(1405)及N*(1535)的质量倒置，以及夸克模型预言的很多重子激发态“丢失”的问题。所以，我们需要对经典夸克模型做一定的改善。本文中，我们分别研究了单胶子交换、戈德斯通玻色子交换和同时考虑 OGE、GBE所引起的夸克间超精细相互作用导致的最低激发三夸克组态的混合。我们主要考虑了处于第一轨道激发态的核子共振态、(Δ)共振态、Σ共振态和(I)共振态。接触项和张量项的贡献都考虑了进去。我们的数值结果显示，三种超精细相互作用模型中所有计算过的物理态的主要组态的结果几乎一样，但所导致的研究组态的混合结果非常不同。OGE和GBE模型计算结果的区别不仅包括混合系数的绝对值，还包括几个物理上的重子共振态的主要组态的概率幅的符号。因为这些重子共振态的电磁衰变和强衰变必定会对混合系数的数值非常敏感，所以用混合系数的数值结果来研究这些重子共振态的电磁衰变和强衰变，是一种检验 OGE 模型和 GBE 模型的可能的方法。因此我们计算了 JP=1/2-的重子共振态衰变至赝标介子和八重态重子的强衰变宽度，然后与实验值进行了比较来检验不同的模型。在考虑由OGE和GBE导致的SU(6)(⊕)O(3)对称性破缺的情况下，我们能解释核子共振态和(I)共振态的一些部分强衰变宽度，但难以解释所有的部分强衰变宽度。对Σ共振态和(I)共振态而言，由于实验数据的缺失，我们难以分辨结果更加支持哪种模型。另外，为了产生更好的数值结果，非常需要考虑更高阶Fock态比如最低阶五夸克态组分的贡献。
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