η-η混合在U(3)手征有效場(chǎng)論框架下的研究任務(wù)書(shū)

η-η'混合在U(3)手征有效場(chǎng)論框架下的研究任務(wù)書(shū)一、研究背景強(qiáng)子物理中的η-η'混合問(wèn)題一直是一個(gè)很重要的問(wèn)題。η和η'是由u、d和s夸克組成的偽標(biāo)量夸克-反夸克復(fù)合物，它們的區(qū)別在于它們的質(zhì)量和混合角度。η和η'的質(zhì)量非常接近，而且它們之間存在著非常復(fù)雜的混合現(xiàn)象，這使得研究它們的性質(zhì)非常具有挑戰(zhàn)性。在近年來(lái)，數(shù)值計(jì)算和物理實(shí)驗(yàn)方面的進(jìn)展，使得更多的重要信息得以提取，尤其是對(duì)于η-η'混合問(wèn)題。這些信息對(duì)于理解夸克-反夸克復(fù)合物的基本結(jié)構(gòu)，以及標(biāo)量宇稱不守恒現(xiàn)象都具有重要意義。因此，該課題具有重要的物理意義和科學(xué)價(jià)值。二、研究目的本研究的目的是在U(3)手征有效場(chǎng)論框架下，通過(guò)探索η-η'混合現(xiàn)象的各種物理性質(zhì)，來(lái)進(jìn)一步了解夸克-反夸克復(fù)合物的本質(zhì)結(jié)構(gòu)。具體研究目標(biāo)包括：1.分析η-η'質(zhì)量差異的來(lái)源，研究其質(zhì)量和混合角度對(duì)物理性質(zhì)的影響。2.探究η-η'的混合現(xiàn)象，分析其對(duì)夸克-反夸克復(fù)合物的相互作用和標(biāo)量宇稱不守恒現(xiàn)象的影響。3.研究η-η'混合與其它強(qiáng)子的相互作用，包括與ππ、KK等狀態(tài)的相互作用。4.研究η-η'的電離過(guò)程、碰撞過(guò)程以及與夸克-反夸克復(fù)合物的耦合等。三、研究方法和內(nèi)容本研究采用U(3)手征有效場(chǎng)論（chiraleffectivefieldtheory,ChEFT）框架，結(jié)合數(shù)值方法和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，探究η-η'混合現(xiàn)象的各種物理性質(zhì)。ChEFT基于QCD的基本原理，將夸克和反夸克以及它們與夸克-反夸克復(fù)合物的相互作用看作強(qiáng)相互作用的低能有效理論，通過(guò)有效場(chǎng)論的框架，可以精確地計(jì)算強(qiáng)子物理中的各種量子態(tài)和相互作用強(qiáng)度。其中，符合手征對(duì)稱性的Lagrangian包含包含η-η'混合角度、質(zhì)量以及它們與其它強(qiáng)子的相互作用項(xiàng)。在本研究中，將通過(guò)計(jì)算η-η'質(zhì)量譜和各自的強(qiáng)子關(guān)聯(lián)函數(shù)，來(lái)確定兩者的混合角度和質(zhì)量。然后，通過(guò)對(duì)混合態(tài)的虛實(shí)部分分別進(jìn)行計(jì)算，分析η-η'混合現(xiàn)象以及與夸克-反夸克復(fù)合物的相互作用。同時(shí)，基于ChEFT理論法，研究η-η'與其它強(qiáng)子的相互作用，以及它們的電離過(guò)程、碰撞過(guò)程以及與夸克-反夸克復(fù)合物的耦合等。最終，將利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證模型。四、研究意義和預(yù)期成果本研究所探究的η-η'混合問(wèn)題，是現(xiàn)代數(shù)理物理中的一個(gè)重要問(wèn)題。該課題研究所得成果對(duì)于認(rèn)識(shí)夸克和反夸克及它們的相互作用，理解強(qiáng)子中標(biāo)量宇稱不守恒現(xiàn)象等，具有重要的理論和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。預(yù)期成果包括：1.確定η-η'的質(zhì)量和混合角度，以及它們的強(qiáng)子關(guān)聯(lián)函數(shù)。2.揭示η-η'混合現(xiàn)象的本質(zhì)形態(tài)，并分析它對(duì)夸克-反夸克復(fù)合物的相互作用和標(biāo)量宇稱不守恒現(xiàn)象的影響。3.研究η-η'混合與其它強(qiáng)子相互作用的機(jī)理，包括與ππ、KK等狀態(tài)的相互作用。4.提出了豐富、系統(tǒng)的理論框架，為未來(lái)實(shí)驗(yàn)提供了足夠的指導(dǎo)。5.為了驗(yàn)證模型，提出了實(shí)驗(yàn)方案和計(jì)算方法。五、可行性分析本研究的基礎(chǔ)是U(3)手征有效場(chǎng)論理論，該理論的優(yōu)勢(shì)在于可以應(yīng)用在強(qiáng)子物理中的各個(gè)領(lǐng)域。同時(shí)，本研究組有多名經(jīng)驗(yàn)豐富的團(tuán)隊(duì)成員，熟練掌握相關(guān)理論以及數(shù)值計(jì)算和數(shù)據(jù)處理技術(shù)。因此，該課題是可行的。六、研究計(jì)劃時(shí)間節(jié)點(diǎn)研究任務(wù)1個(gè)月1、熟悉相關(guān)理論，收集和整理數(shù)據(jù)；2、進(jìn)行ChEFT理論計(jì)算，確定η-η'質(zhì)量和混合角度。3個(gè)月1、完成對(duì)η-η'混合現(xiàn)象的本質(zhì)形態(tài)的研究；2、分析它對(duì)夸克-反夸克復(fù)合物的相互作用和標(biāo)量宇稱不守恒現(xiàn)象的影響。6個(gè)月1、研究η-η'混合與其它強(qiáng)子相互作用的機(jī)理；2、確定實(shí)驗(yàn)方案和計(jì)算方法。9個(gè)月1、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析；2、論文撰寫和相關(guān)成果的宣傳。七、研究預(yù)算材料費(fèi)20,000元差旅費(fèi)30,000元設(shè)備費(fèi)50,000元工資福利250,000元其它費(fèi)用50,000元合計(jì)400,000元八、研究組成員、職務(wù)及任務(wù)分工組長(zhǎng)：張XX，教授，負(fù)責(zé)課題的總體安排和研究進(jìn)度的把控；組員：李XX、王XX、趙XX、錢XX，副教授/講師，主要負(fù)責(zé)研究任務(wù)的完成和數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)、