学文网【摘 要】胶球是胶子通过强相互作用形成的束缚态，是QCD理论的特征性预言。在实验上寻找胶球、在理论上讨论胶球的质量、寿命等各种性质，是粒子物理重要的研究方向。尽管自从QCD理论建立之初人们就在理论和实验上寻找和确认胶球，然而直到现在胶球仍然未被实验确定。这种状况在很大程度上是因为具有相同量子数的胶球和普通介子的混合，另一方面，还由于QCD的计算技术不完善。尽管如此，随着实验技术的不断发展，实验数据的更加丰富，近年来人们通过各种不同的理论和实验方法对胶球质量谱、产生和衰变做了大量的研究。人们对胶球的认识有了很大的进步。
【关键词】胶球;QCD理论;胶球产生
【Abstract】Glueballs are bound states formed from interacting gluons, are characteristic predictions of QCD. Searching glueballs in experiments, discussing their properties such as masse,lifetime in theory is important content in particle physics.Although one has looked for and identified them in experiments and theory since the establishment of QCD, no confirmed conclusion exists yet. The reason is partly because the mixing of glueballs and the ordinary mesons with the same quantum number, partly because the calculation of nonperturbative is not mature. However, with the development of experiments and ever available data, one has studied considerably their mass spectrum, production and decay by applying different theoretical and experimental methods. More progress has been made.
【Key words】Glueballs;QCD theory;The production of Glueballs
1.粒子简介
胶球是胶子通过强相互作用形成的束缚态，强相互作用的基本理论是量子色动力学（QCD）。
胶子是无质量的、自旋为1的玻色子，它是强相互作用的传递着，它也带有色荷，胶子具有八种不同的颜色。夸克是自旋为■的费米子。目前我们知道有六种味的夸克，用u,d,s,c.b.t来表示。它们带有分数电荷，同时带有色荷（每味的夸克都有三色--红，绿，蓝。），因此它参与所有四种已知的相互作用。但胶子不带电，因此不参与电弱相互作用。它只能与自身或与夸克相互作用。
2.QCD理论
强相互作用通过胶子将强子中的夸克束缚在一起。强核力具有禁闭的性质，它会把粒子束缚成不带颜色的结合体。由于夸克有颜色，因此，人们至今没有找到单个夸克。QCD认为重子是由三个夸克构成，从而使重子呈现出无色（红+蓝+绿=白）。而介子是夸克与反夸克构成，则是带着一种颜色及它的反色，仍显无色。对于质子，其最简单的构成是uud，因为质子带一个单位正电荷，而由研究认为u夸克带2/3的电量，d夸克带-1/3的电量。那么，中子不带电，它的构成应为ddu。当然，还可以用其他夸克构成粒子。
QCD作为强相互作用的理论，而胶子自身携带色荷：即胶子存在自相互作用。QCD预言存在由胶子构成的强相互作用束缚态，称之为胶球。最简单的胶球是由两个胶子构成。推测胶球的寿命非常短，在产生后，会很快衰变成其他粒子。所以研究胶球，主要通过对其产生过程及衰变产物的分析。目前理论和实验上关注由两个或三个胶子构成的胶球态。胶球态的确认对检验QCD具有重大意义。所以在实验上寻找胶球、在理论上讨论胶球的质量、寿命等各种性质，是粒子物理重要的研究方向。目前在理论和实验上最受关注的是由两个或三个胶子构成的胶球态。[1,2,3]
3.胶球的产生过程
尽管自从QCD理论建立之初人们就在理论和实验上寻找和确认胶球，然而直到现在胶球仍然未被实验确定。这种状况在很大程度上是因为具有相同量子数的胶球和普通介子的混合（因为胶球存在的主要能区也是普通介子态非常丰富的区域），另一方面，还由于QCD的计算技术不完善，特别是人们对非微扰QCD计算理解仍然较少（目前认为最可靠的非微QCD计算是使用格点规范理论进行计算机模拟，所谓的Lattice QCD，但也主要在淬火近似下进行），进一步增加了人们对胶球的确认的困难程度。
3.1辐射的J/ψ衰变过程
J/ψ族介子，是1974年丁肇中等人在美国布鲁克海文33Gev质子同步加速器上用28.5Gev的质子轰击铍靶时意外发现的。与此同时，Richeter等人在斯坦福直线加速器中心正负电子对撞机上测量正负电子相互作用时也出乎意料的发现了ψ粒子。它是由璨夸克构成的夸克偶素（c■）。
物质是由夸克构成，其最有力的证据来源于对高能电子-正电子湮灭过程中出现的夸克喷注的观测。由于该湮灭过程中夸克与反夸克几乎以光速运动，所以出现了粒子喷注。对于胶子，也完全可能产生胶子喷注。
寻找胶子喷注的一条可能途径就是研究J/?准这类粒子的衰变过程。其物理***象如下：J/ψ粒子衰变类似于电子偶素的三光子衰变，可以产生三个胶子。但这三个胶子只是衰变的中间状态，待胶子彼此离开一段距离后禁闭势将占主导地位，胶子便碎裂成强子。中间态的胶子相互作用（既然QCD认为它们能够相互作用）则一定会成为胶球。
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