V zadnjih dveh desetletjih smo priča mnogim eksperimentalnim odkritjem novih hadronov, vključno z eksotičnimi, ki jih ne moremo preprosto opisati s kvarkovskim modelom. Raziskovanje teh stanj zahteva neperturbativne metode. V tej doktorski disertaciji uporabimo edino zanesljivo metodo preiskovanja hadronov, ki temelji na osnovni teoriji: kvantno kromodinamiko na mreži. Opisani sta dve študiji eksotičnih hadronov s težkim kvarkom in antikvarkom ($\bar{Q}Q$), natančneje, čarmoniju ($\bar cc \bar qq$) in botomoniju ($\bar bb \bar qq$) podobnih tetrakvarkov z izospinom 1. Največji izziv predstavlja množica njihovih razpadnih kanalov. Najpomembnejši primeri teh tetrakvarkov, opaženih v poskusih, so stanja $Z_c$ ($\bar cc \bar qq$) in $Z_b$ ($\bar bb \bar qq$).
V delu, ki je posvečen čarmoniju podobnim stanjem, izluščimo lastne energije v končnem volumnu za stanja z $J^{PC}=1^{+\pm}$. Gre za prvo simulacijo teh kanalov, ki je izvedena na več kot enem volumnu in vključuje tudi sistem z neničelno skupno gibalno količino. Dobljene lastne energije so enake ali kvečjemu malo manjše kot neinteragirajoče energije dveh mezonov. Za oba kanala $1^{+\pm}$ iz energij določimo sipalni amplitudi, ki vsebujeta virtualni pol tik pod pragom $D\bar D^*$. Pri tem predpostavimo, da je sipanje $D\bar D^*$ razklopljeno od ostalih kanalov. V okviru efektivne teorije polja analiziramo tudi sklopljeno sipanje kanalov $J/\psi \pi$ in $D\bar D^*$ z $1^{+-}$. Sočasno prilagajamo parametre, ki opisujejo eksperimentalni porazdelitvi invariantnih mas za $J/\psi \pi$ in $D\bar D^*$ ter lastne energije več simulacij na mreži, vključno z našo. Rezultati nakazujejo, da lahko uporabljena efektivna teorija polja hkrati opiše vrhove eksperimentalnih porazdelitev dogodkov in energije iz mreže, čeprav te ležijo blizu neinteragirajočih nivojev.
V študiji sistema $\bar bb\bar qq$ uporabimo statična kvarka $b$ in $\bar{b}$. Raziskave so pokazale, da je potencial med $B$ in $\bar{B}^*$ v kanalu, ki se sklaplja na $\Upsilon\pi$, zelo privlačen. Naša simulacija obravnava tri komplementarne kanale. Spektre sistema $\bar bb \bar qq$ določimo kot funkcijo razdalje med $b$ in $\bar b$. Lastne energije ne pokažejo velikih odstopanj od neinteragirajočih energij $\bar bb+\bar qq$ in $\bar bq+\bar qb$. Dobljeni potencial med $B$ in $\bar{B}^*$ je za kanal, ki se sklaplja na $\eta_b\rho$, minimalno privlačen pri majhnih razdaljah in neprivlačen drugod. Iz obeh omenjenih potencialov sklepamo, da je obstoj stanja $Z_b$ posledica linearne kombinacije obeh potencialov.
|