[論文レビュー] Pseudoscalar production at {omega}{omega} threshold in J/{psi}{yields}{gamma}{omega}{omega}

Xiaonan Li, J. Z. Bai+18 more|arXiv (Cornell University)|Jun 1, 2006

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 11

ひとこと要約

本研究では、BESII検出器が収集した5.8×10⁷個のJ/ψイベントを用いてJ/ψ → γωω崩壊を分析し、1744 MeV/c²の質量と244 MeV/c²の幅を有する主要な擬スカラー共振状態を同定した。解析は、η(1760)状態がωωに崩壊する寄与が顕著であることを確認し、測定された生成分岐率は(1.98 ± 0.08(stat) ± 0.32(syst))×10⁻³であった。

ABSTRACT

The decay channel J/{psi}{yields}{gamma}{omega}{omega}, {omega}{yields}{pi}{sup +}{pi}{sup -}{pi}{sup 0} is analyzed using a sample of 5.8x10{sup 7} J/{psi} events collected with the BESII detector. The {omega}{omega} invariant mass distribution peaks at 1.76 GeV/c{sup 2}, just above the {omega}{omega} threshold. Analysis of angular correlations indicates that the {omega}{omega} system below 2 GeV/c{sup 2} is predominantly pseudoscalar. A partial wave analysis confirms the predominant pseudoscalar structure, together with small 0{sup ++} and 2{sup ++} contributions, and yields a pseudoscalar mass M=1744{+-}10 (stat){+-}15 (syst) MeV/c{sup 2}, a width {gamma}=244{sub -21}{sup +24} (stat){+-}25 (syst) MeV/c{sup 2}, and a product branching fraction Br(J/{psi}{yields}{gamma}{eta}(1760)){center_dot}Br({eta}(1760){yields}{omega}{omega})=(1.98{+-}0.08 (stat){+-}0.32 (syst))x10{sup -3}.

研究の動機と目的

• J/ψ → γωω崩壊におけるωω系の閾値近くの性質を調査すること。
• ωωインバリアント質量スペクトルにおける共鳴構造の量子数および性質を特定すること。
• 2 GeV/c²未満のωω最終状態に寄与する主要な共鳴状態を同定すること。
• J/ψ → γη(1760) → γωω崩壊経路の生成分岐率を測定すること。

提案手法

• BESII検出器が収集した5.8×10⁷個のJ/ψイベントを分析した。
• ωメソンをω → π⁺π⁻π⁰崩壊モードを用いて再構築した。
• 共鳴構造を同定するためにωωインバリアント質量分布を構築した。
• ωω系の量子数を推定するために角度相関解析を実施した。
• 擬スカラー、0⁺⁺、および2⁺⁺状態からの寄与を分離するために部分波解析を実施した。
• 共鳴パラメータを抽出するためにインバリアント質量スペクトルにフィットした。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 J/ψ → γωω崩壊におけるωω閾値のわずか上側に位置するωω共鳴構造の性質は何か？
• RQ2 2 GeV/c²未満のωω系における主要な共鳴状態の量子数は何か？
• RQ3 ωω最終状態における主要な擬スカラー共鳴状態の質量および幅は何か？
• RQ4 J/ψ → γη(1760)に続くη(1760) → ωω崩壊の生成分岐率は何か？
• RQ5 0⁺⁺および2⁺⁺状態からの寄与は、主要な擬スカラー成分と比べてどの程度か？

主な発見

• ωωインバリアント質量分布は、1.76 GeV/c²でピークを示し、ωω閾値のわずか上にある。
• 角度相関から、2 GeV/c²未満のωω系は主に擬スカラー性質を示すことが示された。
• 部分波解析により、質量M = 1744 ± 10 (stat) ± 15 (syst) MeV/c²の主要な擬スカラー共鳴状態が確認された。
• 擬スカラー幅は、Γ = 244⁻²¹₊²⁴ (stat) ± 25 (syst) MeV/c²として測定された。
• 生成分岐率Br(J/ψ → γη(1760)) × Br(η(1760) → ωω)は(1.98 ± 0.08 (stat) ± 0.32 (syst)) × 10⁻³であった。
• 0⁺⁺および2⁺⁺状態からの小さな寄与が、主要な擬スカラー成分とともに観測された。