基于CLAS的排他性介子电产生的核子共振结构

在宽广的光子虚度范围内对核子共振电激发振幅的研究，为产生所有显著受激核子态背后的强QCD诸多方面提供了独特信息。本文介绍了利用CLAS探测器测量数据评估共振电激发振幅的进展，以及未来在杰斐逊实验室使用CLAS12探测器拓展这些研究的工作。对质子通道的$\pi^0p$、$\pi^+n$、$\eta p$和$\pi^+\pi^-p$电产生的分析首次提供了质量范围直至1.8 GeV、光子虚度$Q^2 < 5$~GeV$^2$下大多数共振的电激发振幅。对共振电激发振幅的研究揭示了$N^*$结构作为三个穿衣夸克内芯与外部介子-重子云之间复杂相互作用的本质。在Dyson-Schwinger方程框架下，通过与QCD拉格朗日量可追溯的联系并辅以新颖光前夸克模型的支持，对$\Delta(1232)3/2^+$和$N(1440)1/2^+$电耦合的成功描述，证明了具有动力学生成质量的穿衣夸克作为重子中活跃结构组分的相关性。使用CLAS12探测器的未来实验将在排他性反应中所达到的最高光子虚度$Q^2 < 12$~GeV$^2$下，揭示所有显著共振的结构，从而解决标准模型关于强子质量本质、夸克-胶子禁闭以及核子共振结构从QCD中涌现等最具挑战性的问题。寻找强子物质的新态，即以胶子为结构组分的所谓杂化重子，将完成共振谱探索的长期努力。