[論文レビュー] Antiproton-proton resonant like channels in J/Psi decays into photon, proton and antiproton

B. Loiseau, S. Wycech|arXiv (Cornell University)|Nov 16, 2004

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions参考文献 4被引用数 7

ひとこと要約

この論文は、BES共同研究の $J/\psi \to \gamma p\bar{p}$ 衰えにおける近閾値増強を、伝統的な $N\bar{N}$ ポテンシャルモデルを用いて説明している。$p\bar{p}$ 系における $^{11}S_0$ 結合状態と $^{13}P_0$ 共鳴状態—特にパリス04ポテンシャルにおいて—がデータに良好にフィットし、$^{13}P_0$ 共鳴は1個のパイオン交換による引力に起因していることが示されている。

ABSTRACT

The BES collaboration has recently observed a strong enhancement close to the proton-antiproton threshold in the J/Psi decays into photon, proton and antiproton. Such a structure can be explained by a traditional nucleon-antinucleon model. The near threshold 1S0 bound state and/or the well-established 3P0 resonant state found in this nucleon-antinucleon interaction can adequately describe the BES data.

研究の動機と目的

• BES共同研究が観測した $J/\psi \to \gamma p\bar{p}$ 衰えにおける近閾値増強を説明すること。
• 伝統的な $N\bar{N}$ 相互作用が観測された $p\bar{p}$ インヴァリアント質量増強を説明できるかどうかを調査すること。
• 最終状態相互作用が近閾値付近の $p\bar{p}$ インヴァリアント質量スペクトルをどのように形作っているかを評価すること。
• $N\bar{N}$ 系における $^{11}S_0$ 結合状態か $^{13}P_0$ 共鳴状態のどちらがデータを妥当に説明できるかを特定すること。

提案手法

• LEARおよび反陽子原子データを組み込んだ、アップデートされたバージョンのパリス $N\bar{N}$ ポテンシャルモデルを用いる。
• $J^{PC}$ 守恒を適用して、許容される $p\bar{p}$ 最終状態を $^{1}S_{0}$, $^{3}P_{0}$, および $^{3}P_{1}$ 部分波に制限する。
• 最終状態相互作用をモデル化するために、多チャンネル $S$ 波 $K$ 行列式形式を用い、遷移振幅を $T_{if} = (A_{if}/A_{ff})T_{ff}$ と定式化する。
• 形成振幅 $C$ を $|C(x)|^2 = q_f(c_0 + c_1 x)$ とパラメータ化する。ここで $x = M_{p\bar{p}} - 2m_p$ である。
• パラメータ $c_0$ と $c_1$ を、$x = 7$ MeV および $x = 66.2$ MeV におけるBESデータにフィットして、観測された増強を再現する。
• 得られた $^{1}S_0$ および $^{3}P_0$ 波の $|t_L|^2$ 要因をBESのインヴァリアント質量分布と比較する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 パリス04 $N\bar{N}$ ポテンシャルにおける $^{11}S_0$ 結合状態は、$J/\psi \to \gamma p\bar{p}$ 衰えにおける近閾値 $p\bar{p}$ 増強を説明できるか？
• RQ2 $N\bar{N}$ 相互作用における $^{13}P_0$ 共鳴は、BESデータを良好に記述できるか？
• RQ3 パリス $N\bar{N}$ ポテンシャルの異なるバージョン（パリス82、94、99、04）は、BESデータへのフィットにおいてどのように比較されるか？
• RQ4 最終状態相互作用は、近閾値付近の $p\bar{p}$ インヴァリアント質量スペクトルをどのように形作っているか？
• RQ5 観測された増強は、BESのフィットで用いられたブライト＝ヴァイナー共鳴形態と整合性があるか？

主な発見

• $N\bar{N}$ 系におけるパリス04ポテンシャルの $^{11}S_0$ 結合状態は、$x = -4.8$ MeV に位置し、幅 $\Gamma = 52.5$ MeV である。
• $N\bar{N}$ 相互作用における $^{13}P_0$ 共鳴は、すべてのパリスモデルで約1876 MeV の質量と約10 MeV の幅を有する。
• $^{13}P_0$ 共鳴は、$N\bar{N}$ 相互作用における1個のパイオン交換による強い引力に起因している。
• $^{1}S_0$ 最終状態要因は、$c_0 = 1.18599$ および $c_1 = 0.00299$ を用いることで、近閾値付近でBESデータを良好に再現する。
• $^{3}P_0$ 最終状態要因は、$c_0 = 2.5206$ および $c_1 = 0.0269$ を用いることで、BESデータに良好なフィットを提供する。
• 反陽子原子データを含むパリス04ポテンシャルは、テストされたモデルの中でBESデータと最も良好に一致する。