[論文レビュー] Measurements of psi(2S) decays into phi pi0, phi eta, phi eta-prime omega eta, and omega eta-prime

F. De Mori, S. S. Fang+203 more|arXiv (Cornell University)|Dec 1, 2004

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 8

ひとこと要約

本研究では、BESII検出器が収集した1400万件のpsi(2S)イベントを用いて、ベクトル・パラメータ状態(final states)へのpsi(2S)の分岐比を測定した。得られた結果として、phi etaの分岐比は(3.3±1.1±0.5)×10⁻⁵、phi eta' は(3.1±1.4±0.7)×10⁻⁵、omega eta' は(3.2⁻².⁰⁺².⁴±0.7)×10⁻⁵であり、phi pi⁰およびomega etaへの上界も示した。これらの結果は、摂動的QCDの「12%ルール」の検証に用いられた。

ABSTRACT

Decays of the {psi}(2S) into vector plus pseudoscalar meson final states have been studied with 14x10{sup 6} {psi}(2S) events collected with the BESII detector. Branching fractions of {psi}(2S){yields}{phi}{eta}, {phi}{eta}{sup '}, and {omega}{eta}{sup '}, and upper limits of {psi}(2S){yields}{phi}{pi}{sup 0} and {omega}{eta} are obtained: B({psi}(2S){yields}{phi}{eta})=(3.3{+-}1.1{+-}0.5)x10{sup -5}, B({psi}(2S){yields}{phi}{eta}{sup '})=(3.1{+-}1.4{+-}0.7)x10{sup -5}, and B({psi}(2S){yields}{omega}{eta}{sup '})=(3.2{sub -2.0}{sup +2.4}{+-}0.7)x10{sup -5}; and B({psi}(2S){yields}{phi}{pi}{sup 0})<0.40x10{sup -5}, and B({psi}(2S){yields}{omega}{eta})<3.1x10{sup -5} at the 90% C.L. These results are used to test the perturbative QCD ''12% rule.''.

研究の動機と目的

• psi(2S)がベクトル・パラメータ状態（例：phi eta、phi eta'、omega eta'）に崩壊する分岐比を測定すること。
• 90%信頼水準におけるdecayモード psi(2S) → phi pi⁰ および psi(2S) → omega eta に対する上界を確立すること。
• psi(2S)崩壊からの実験的分岐比データを用いて、摂動的QCDの「12%ルール」を検証すること。
• charmonium分光における希少崩壊の分岐比測定の精度を向上させること。

提案手法

• データはBESII検出器を用いて収集され、14×10⁶件のpsi(2S)イベントが記録された。
• 最終状態は、phi → K⁺K⁻、eta → γγ、eta' → γη、omega → π⁺π⁻π⁰ などの崩壊生成物の特定によって再構成された。
• 不純物は、インヴァリアント質量再構成およびボンディング点フィッティングを含む、運動量的および位相的選択基準によって抑制された。
• 分岐比は、再構成されたインヴァリアント質量分布への最尤フィットを用いて抽出された。
• 系統的不確実性は、選択基準を変更し、代替の信号および背景モデルを用いることで評価された。
• 結果は、摂動的QCDの「12%ルール」の予測と比較され、その妥当性が評価された。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 BESII実験におけるpsi(2S) → phi etaの分岐比は何か？
• RQ2 90%信頼水準におけるpsi(2S) → phi pi⁰およびpsi(2S) → omega etaの上界は何か？
• RQ3 測定されたpsi(2S) → phi eta'、phi eta、omega eta'の分岐比は、摂動的QCDの「12%ルール」の予測とどのように異なるか？
• RQ4 分岐比の観測結果は、charmium崩壊ダイナミクスの文脈でどのような意味を持つのか？

主な発見

• psi(2S) → phi etaの分岐比は(3.3±1.1±0.5)×10⁻⁵として測定された。
• psi(2S) → phi eta'の分岐比は(3.1±1.4±0.7)×10⁻⁵として測定された。
• psi(2S) → omega eta'の分岐比は(3.2⁻².⁰⁺².⁴±0.7)×10⁻⁵として測定された。
• psi(2S) → phi pi⁰の上界は90%信頼水準で0.40×10⁻⁵未満である。
• psi(2S) → omega etaの上界は90%信頼水準で3.1×10⁻⁵未満である。
• 測定された分岐比は、摂動的QCDの「12%ルール」の検証に用いられ、その妥当性に関する実験的制約が得られた。