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强子谱是强子物理的主要研究领域之一。虽然经过了几十年的发展,强子谱的研究目前仍然面临许多需要解决的问题。例如标量介子过多的问题、胶球是否存在的问题、丢失的重子态的问题等等。特别是近年来在实验上发现了一系列新型的强子态,如X(3872)、Y(4260)、Z(3900)等等,它们无法用传统的强子态进行解释,而有可能是四夸克态,这对强子物理的研究提出了新的挑战。 从理论上讲,量子色动力学(Quantum Chromodynamics,QCD)是在粒子物理标准模型框架内描述强相互作用的基本理论。由于量子色动力学在低能区的非微扰特性,目前仍然没有解析的方法直接从QCD的拉氏量推导出实验上观测到的强子谱。当前强子谱的研究更多地是依靠格点量子色动力学的数值计算以及各种唯象模型。其中各种唯象模型由于具有直观的物理图像,在理解强子谱方面一直起着重要的作用。 基于QCD库仑规范的哈密顿量模型是一种能够较好地描述强子谱的多体唯象模型。这一模型可以较好地描述介子、胶球以及混杂态的谱。在这一模型框架下,研究了由一对正反粲夸克和一对正反轻夸克构成的四夸克态。研究了四夸克态的两种结构:一种是由两个色单态基团构成的分子态;另一种是由diquark-antidiquark构成的四夸克态。计算了具有这两种结构的各种量子数的四夸克态的质艟谱。并利用得到的数值结果,讨论了近年来实验上发现的一些X、Y、Z粒子。 对这一模型进行了推广,提出了一个更一般的哈密顿量模型。这一模型能够利用同一套参数,统一地描述介子谱和重子谱。在此模型中,强子态由福克空间中的夸克算符构造,夸克之间的相互作用由唯象的势描写。在原有的色荷-色荷相互作用哈密顿量的基础上,新引入了色流-色流相互作用哈密顿量。同时还考虑了轻夸克之间交换赝标介子八重态的相互作用哈密顿量。引入这些相互作用项后,利用同一套模型参数,计算了所有的基态强子谱,包括轻强子谱和含有重味夸克的强子谱。所得的数值结果表明,这一模型能够较好地同时描写介子谱和重子谱。而在传统的组分夸克模型中,介子和重子采用的是两套参数。由于这一特点,此模型能够方便地进一步用于描述其它的多夸克强子态,包括四夸克态、五夸克态等等。由于赝标介子交换势与颜色无关,所以此模型也提供了色单态之间的相互作用,可以用于讨论多夸克态中色单态基团之间的束缚机制。利用此模型,考察了四夸克分子态能否通过交换赝标介子形成束缚态。计算结果表明仅仅靠赝标介子交换势,分子态之间不足以形成束缚态。