超子共振态性质的研究

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强子物理是粒子物理学中非常重要的也是研究最广泛的部分。带有奇异夸克的重子——超子一直吸引了人们很多研究兴趣。近些年质量最低的JP=1/2-的重子激发态的“质量倒置”问题使人们对传统的淬火近似的组分夸克模型的适用范围产生了疑问,发展了一系列新的理论模型,也使人们又将目光投向超子共振态——对超子共振态的研究可以检验不同理论模型的预言,并揭示强子结构内部隐含的动力学。本篇论文通过对(K)N反应的分析来研究∑及Λ共振态的性质。Particle Data Group(PDG)中列出的对超子共振态研究的文章大多使用20世纪80年代以前的(K)N反应实验数据,具有较大的误差和不确定性。Crystal Ball实验组在2009年公布了K-p→π0Λ,K-p→π0∑0和K-p→(K)0n反应的微分散射截面和Λ及∑0的极化数据,该数据具有非常高的精度和很小的误差。我们将主要使用Crystal Ball合作组的实验数据进行分析。  为了研究∑共振态的性质,我们使用有效拉氏量的方法对s-道只含有∑共振态贡献的反应K-N→πΛ的微分散射截面和Λ极化进行了分析,质心能量范围为1550到1676 MeV。我们的结果清楚的支持一个JP=1/2+,质量和宽度分别在1633 MeV和120 MeV附近的∑共振态存在,这肯定了PDG中列出的三星的∑(1660)1/2+的存在。同时,我们的结果并不支持PDG中列出的∑(1620)1/2-。  对于Λ共振态,我们使用有效拉氏量的方法对K-p→π0Σ0这一s-道只包括Λ共振态贡献的反应进行了分析,以Crystal Ball实验组发布的数据为主拟合了该反应质心能量在1536到1676 MeV的微分散射截面和∑0极化数据。我们的分析表明,除了在这个能量范围内的PDG给出的确立的很好的四星的Λ共振态以外,PDG中被列为三星的Λ(1600)1/2+也是一定需要的。除此之外,我们也给出了一个新的质量在1680 MeV附近的Λ(3/2+)共振态存在的证据。
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