夸克模型成功背后的原因

我们使用SU(3)格点QCD在淬火水平上研究了基态三夸克(3Q)势$V_{\rm 3Q}^{\rm g.s.}$和激发态3Q势$V_{\rm 3Q}^{\rm e.s.}$。对于超过300种3Q系统模式，我们在$\beta=5.7$的$12^3\times 24$格点和$\beta=5.8, 6.0$的$16^3\times 32$格点上详细研究了基态势$V_{\rm 3Q}^{\rm g.s.}$。结果发现，基态势$V_{\rm 3Q}^{\rm g.s.}$可以用Y-ansatz很好地描述，偏差在1%以内。通过与Q-$\rm \bar Q$势的比较，我们发现弦张力的普适性为$\sigma_{\rm 3Q}\simeq\sigma_{\rm Q\bar Q}$，单胶子交换结果为$A_{\rm 3Q}\simeq\frac12 A_{\rm Q\bar Q}$。我们还在$\beta=5.8$的$16^3\times 32$格点上，对24种3Q系统模式研究了激发态势$V_{\rm 3Q}^{\rm e.s.}$。$V_{\rm 3Q}^{\rm g.s.}$和$V_{\rm 3Q}^{\rm e.s.}$之间的能隙（物理上意味着胶子激发能）在典型的强子标度下约为1GeV，与夸克起源的激发能相比相对较大。这种大的胶子激发能证明了简单夸克模型的巨大成功。