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量子色动力学是描述强相互作用的基本理论,它的检验与发展对认识自然界强相互作用的规律具有重要意义。目前自然界已发现的强子均由两个或者三个夸克组成,而量子色动力学理论允许多夸克态、混杂态和胶球等新型强子的存在(目前实验上尚未确认它们的存在)。因此,实验上发现多夸克态、混杂态和胶球对检验和发展量子色动力学以及共振态理论具有重大意义,一直是世界上许多高能物理实验的最重要的物理目标之一。
基于北京谱仪(BES)在北京正负电子对撞机(BEPC)上采集的五千八百万的J/Ψ样本,本文对J/Ψ→K0SK±π(±)过程进行了协变张量振幅分波分析,主要是因为在K0SK±的质量谱的低端(大约1.5 GeV/c2)发现很宽的增长结构。类似的结构同样出现在它的同位旋共轭过程J/Ψ→K+K-π0的K+K-质量谱中。
对J/Ψ→K0SK±π(±)经过认真细致地分波分析研究,结果表明该过程中出现的结构是一个宽共振态X±,它的奇点位置大约是M-i/2Γ=(1508+50-38(stat.)+51-134(syst.)-i/21480+101-81(stat.)+232-277(syst.))MeV/c2J/Ψ通过X±衰变的分支比是BR(J/Ψ→X±π(±)→K0SK±π(±))=(15.8±0.9(stat.)+4.9-5.9(syst.))×10-4X±自旋宇称量子数是JP=1-
如果此处的X±共振态与J/Ψ→K+K-π0过程中发现的X0是同位旋多重态,那么应该满足BR(J/Ψ→X±π(±)→K0SK±π(±))/ BR(J/Ψ→X0π0→K+K-π0)=2/1本文通过研究,发现这二者在误差范围内满足上列关系,所以结合两个衰变过程的研究结果,可以确定宽共振态X的同位旋应该为1。
因为在1500 MeV/c2附近的已知粒子,如ρ(1450),ρ(1700)等均不能解释该宽的共振结构,而且X的宽度明显大于已知普通介子态的特征宽度(100 MeV/c2~200MeV/c2),因此该1-的宽共振结构很有可能来自于QCD预言的新型强子,如四夸克态等。
另外本文还首次用分波分析给出了J/Ψ通过K*(892)和K*(1410)衰变的分支比,表明了这种过程存在一定程度的同位旋破坏。