BESⅢ上J/ψ→η’h1(1380),e+e-→ωη/ωπ0和单举π0/K0S的研究

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BESⅢ能区是微扰QCD和非微扰QCD的交接区域,是检验量子色动力学的理想平台。本文通过研究夸克偶素φ(2170),ρ(2150)和轴矢量介子候选者h1(1380)的产生和衰变讨论各种基于QCD模型的计算,通过测量单举产生截面研究强子碎裂函数。  h1(1380)作为1P1s(s)轴矢量奇异偶素候选者,在理论和实验上存在争议,精确测量其质量和宽度有助于理解其物理本质。根据1.31×109J/ψ事例,我们观测到J/ψ→ηh1(1380)过程。h1(1380)的质量和宽度分别为M=(1423.2±2.1±7.3)MeV/c2和Γ=(90.3±9.8±17.5)MeV,由此确定h1(1170)-h1(1380)的混合角为(35.9±2.6)°,表明h1(1380)的夸克成分为s(s)。通过比较h1(1380)→K*(892)+K-+c.c.和h1(1380)→K*(892)0(K)0+c.c.衰变分支比,我们发现其同位旋对称性破缺。  理论家将φ(2170)解释为s(s)夸克偶素,s(s)g混合态,s(s)s(s)四夸克态,Λ(Λ)束缚态以及φf0(980)或φK+K-的末态相互作用。目前φ(2170)的测量质量和宽度存在差别,已知衰变模式有限,特别是没有非奇异末态的衰变模式。根据√s=2.00-3.08GeV能量点总积分亮度为651pb-1的实验数据,我们测量了e+e-→ωη的玻恩截面,并在截面谱上发现一个统计显著度为6.5σ的共振态。共振态的质量和宽度分别为M=2204±11±4MeV/c2和Γ=81±25±5MeV。共振态的质量和宽度与φ(2170)相符合。  PDG在2-3GeV能区存在多个JPC=1--的ρ*共振态,如ρ(1900),ρ(2000),ρ(2150)和ρ(2270)等。这些共振态实验结果不多或存在争议,尤其是ρ(2150),其质量和宽度在e+e-对撞,p(p)对撞和πp散射实验中差别较大。考虑到ωπ0的同位旋为1,e+e-→ωπ0是研究ρ*的理想过程。根据√s=2.00-3.08GeV能量点总积分亮度为651pb-1的实验数据,我们测量了e+e-→ωπ0的玻恩截面,并在截面谱上发现一个显著度大于10σ的共振态。共振态的质量和宽度分别为M=2046±19±7MeV/c2和Γ=289±55±88MeV,与ρ(2000)和ρ(2150)相符合。目前的数据不足以区分其物理本质。  强子单举产生截面可以拟合碎裂函数,但是正负电子对撞实验在2-5GeV能区的实验数据少,统计误差大,没有用于碎裂函数拟合。BESⅢ实验结果能有效的降低碎裂函数的理论误差。根据√s=2.80GeV的亮度为3.8pb-1的实验数据,我们测量了e+e-→KS0+X和e+e-→π0+X单举产生截面谱,其误差好于10%,是现有误差的1/5左右。
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