[論文レビュー] Study of N* Production from J/Psi--> p pbar eta

J. Z. Bai, H. C. Chiang+3 more|arXiv (Cornell University)|May 8, 2001

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions被引用数 34

ひとこと要約

本研究では、BES実験から得られた780万件のJ/psiイベントを用いて、J/psi → p p̄ η崩壊におけるN*共鳴状態の最初の部分波解析を報告する。2つの明確な共鳴状態が観測された：質量1530±10 MeV、幅95±25 MeVのN*(1530)と、質量1647±20 MeV、幅145+80−45 MeVのN*(1650)であり、両者はJ/psi崩壊による生成が確認された。

ABSTRACT

Data are presented on the reaction J/psi--> p pbar eta using 7.8 million J/psi triggers collected by the BEjing Spectrometer (BES). A partial wave analysis is performed. A clear enhancement near the p eta(pbar eta) threshold is observed. It is fitted with a JP=1/2- resonance with mass $M= 1530\pm 10$ MeV and width $\Gamma = 95\pm 25$ MeV. In addition, there is a peak around 1650 MeV with JP=1/2- preferred also, fitted with $M =1647\pm 20$ MeV and $\Gamma = 145^{+80}_{-45}$ MeV. These two N* resonances are believed to be the two well established states, S11(1535) and S11(1650), respectively. It is the first partial wave study of the production of these resonances from J/psi decays.

研究の動機と目的

• N*共鳴状態がJ/psi → p p̄ η崩壊でどのように生成されるかを調査すること。
• 部分波解析を用いて、p η閾値付近のN*共鳴状態を特定・特徴付けること。
• 最終状態で観測された共鳴状態の量子数および性質（質量および幅）を特定すること。
• J/psi崩壊におけるS11(1535)およびS11(1650)共鳴状態の最初の部分波研究を提供すること。

提案手法

• BES検出器が収集した780万件のJ/psiイベントを用いて部分波解析を実施する。
• 最終状態p p̄ ηを再構築し、共鳴状態の寄与を特定する。
• インバリアント質量分布のフィットにアモルプス解析を用い、特にp η閾値付近に注目する。
• データをJP=1/2−のブレイト・ウィーナー形式でフィットすることで、共鳴状態パラメータ（質量および幅）を抽出する。
• S11(1535)およびS11(1650)共鳴状態の両方を含めたフィットにより、それらの寄与を特定する。
• 統計的誤差は誤差伝搬およびフィッティング技術を用いて評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 J/psi → p p̄ η崩壊過程でどのような共鳴状態が生成されるか？
• RQ2 p η閾値付近で観測されたN*共鳴状態の質量および幅パラメータは何か？
• RQ3 この崩壊チャンネルでS11(1535)およびS11(1650)共鳴状態を同定・特徴付けることができるか？
• RQ4 部分波振幅解析は、観測された共鳴状態の量子数JP=1/2−と整合的か？

主な発見

• p η閾値付近に明確な増幅が観測され、質量1530±10 MeV、幅95±25 MeVのN*(1530)と共鳴状態と整合的である。
• 1647±20 MeVに2番目の共鳴ピークが観測され、幅は145+80−45 MeVであり、N*(1650)と整合的である。
• 部分波解析に基づき、両共鳴状態のJP=1/2−の割り当てが好ましいとされた。
• 本研究は、J/psi → p p̄ η崩壊におけるS11(1535)およびS11(1650)共鳴状態の最初の部分波解析を提供する。
• 観測された共鳴状態は、広く知られたN*(1530)およびN*(1650)状態として同定された。
• 結果は、これらの共鳴状態がJ/psi崩壊におけるp p̄ η最終状態の主な寄与者であるという解釈を支持する。