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赝标量介子衰变到双光子的研究

赝标量介子衰变到双光子的研究

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作者：龚丽广西师范大学

学位级别：硕士

赝标量介子到双光子衰变,是检验量子色动力学(QCD)的理想过程。π0,η和η’属于SU(3)赝标量介子九重态,都可以衰变到双光子。通常,η和η’被认为是SU(3)单态和八重态的混合,即：η=η8COSθP - η1 sinθp, η' = η8COSθp +η1 sin... 详细信息

赝标量介子到双光子衰变,是检验量子色动力学(QCD)的理想过程。π0,η和η’属于SU(3)赝标量介子九重态,都可以衰变到双光子。通常,η和η’被认为是SU(3)单态和八重态的混合,即：η=η8COSθP - η1 sinθp, η' = η8COSθp +η1 sinθp,其中,θP是赝标量介子的混合角。通过测量Br(J/ψ→γη')/Br(J/ψ→γη),可以计算η-η’的混合角。而在手征微扰理论中,赝标量介子单态是作为一个附加自由度出现的。在已观测到的π0→γγ中,其寿命远低于预期值(lifetime = 8.4×10-17s)。但是传统的PCAC等理论,计算得到的结果,其寿命要远高于实验值。人们发展了一个叫做”三角反常”的机制,能够有效的解决这一问题。π0,η和η’的双光子衰变的研究可为验证、发展三角反常机制提供更加精确的实验依据。《粒子数据手册》(2014)中认为η(1440)包含两个共振结构,即η(1405)和η(1475),然而夸克模型预言的赝标量介子谱在该位置只有一个态。通常,它们当中一个被认为是介子,而另一个被认为是胶球的有力候选者之一。双光子衰变是验证一个粒子是否是胶球的一个重要判据。X(1835)被认为是胶球的候选者或者是重子偶素的多夸克态,该共振态的双光子衰变同样是判断其结构的重要判据之一。另外,η(1405)、η(1475)、η(1760)和X(1835)的双光子衰变分宽度是Vector Meson Dominance(VMD)的重要的输入参数,对VMD模型的研究有着重要的意义。本文利用BES-Ⅲ于2009年和2012年期间取得的共约4.52×108ψ’事例样本,通过ψ’→π+π-J/ψ衰变,详细研究了J/ψ → γP, P → γγ [P= π0,η，η', η (1405), η (1475), η(1760),X(1835)]的双光子衰变过程。精确测量了J/ψ → γ π0(η,η')的分支比,分别为Br(J/ψ → γπ0)=(3.47±0.12(stat.)±0.21(syst.))×10-5,Br (J/ψ→ γη)=(1.08±0.01(stat.)±0.06(syst.))×10-3,Br(J/ψ→ γη')=(5.51±O.10(stat.)± 0.39(syst.))×10-3,并计算得到η-η’的混合角θP=(-21.77±0.44(stat.)±1.96(syst.))°。由于在双光子不变质量谱上我们没有观测到明显的η(1405),η(1475),η(1760)和X(1835)信号,因此我们给出了J/ψ → γη(1405)(η(1475),η(1760),X(1835)) →γγγ在90%的置信度下的分支比上限,分别为Br(J/ψ → γη(1405) → 3γ) <2.86 ×10-6, Br(J/ψ → γη(1475) → 3γ) < 2.40 ×10-66,Br(J/ψ → γη(1760) → 3γ) < 7.88 ×10-6, Br(J/ψ → γX(1835) → 3γ)<3.81 × 10-6。本文给出的J/ψ → γπ0 (η,η')分支比测量值与CLEO实验组的测量值是一致的,并且得益于大统计量样本,本工作提高了上述分支比测量的精度。

关键词：赝标量介子双光子衰变 J/ψ ψ’

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衰变道J/ψ→X+4(π+π-)和ψ'→(?)+c.c的研究

衰变道J/ψ→X+4(π+π-)和ψ'→(?)+c.c的研究

引用

作者：刘清华辽宁大学

学位级别：硕士

目前科研工作者对多条带电径迹末态研究的很少,实验上对末态为八条带电径迹的衰变过程还未有过测量和研究。为寻找新的衰变过程,本文首先系统地对末态为八条带电径迹的衰变过程进行了分析研究。在J/Ψ→γ4(π+π-)衰变过程中,首次观测... 详细信息

目前科研工作者对多条带电径迹末态研究的很少,实验上对末态为八条带电径迹的衰变过程还未有过测量和研究。为寻找新的衰变过程,本文首先系统地对末态为八条带电径迹的衰变过程进行了分析研究。在J/Ψ→γ4(π+π-)衰变过程中,首次观测到新的衰变模式同时计算出衰变道)的联合分支比,以及衰变道和J/Ψ→4(π+π-)的分支比。在PDG中,因测量衰变道分支比所使用的数据较老,导致计算结果中有30%的误差。为了降低误差,本文采用BESⅢ上采集的J/Ψ数据对其分支比进行了重新测量。其次,衰变道反应是由单光子交换引起的同位旋破坏衰变过程,该同位旋破坏的大小也可以帮助我们理解其它的SU(3)破坏机制。因此,本文利用BESⅢ上采集的甲’数据,对衰变道进行了关于衰变分支比的初步分析。此外,该分析中的过程也可以帮助我们寻找含ΛΛ共振态的衰变道。

关键词： BESⅢ探测器重子谱 J/Ψ ψ’ 分支比

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