[論文レビュー] The sigma pole in J / psi ---> omega pi+ pi-

Bes Callaboration|arXiv (Cornell University)|Jun 16, 2004

Nuclear physics research studies被引用数 62

ひとこと要約

本研究では、BESII検出器が収集した5800万件のJ/psiイベントを分析し、J/psi → ωπ⁺π⁻の崩壊を調査した。この分析により、スミス粒子と一致する広がりのある低質量ピークが明確に観測された。6つの異なる手法を統合した解析により、スミス粒子の極は(541 ± 39) − i(252 ± 42) MeVと決定され、この崩壊モードにおけるスミス共鳴状態の存在に強く裏付けられる。

ABSTRACT

Using a sample of 58 million J/psi events recorded in the BESII detector, the decay J/psi --> omegapi(+)pi(-) is studied. There are conspicuous omegaf(2)(1270) and b(1)(1235)pi signals. At low pipi mass, a large, broad peak due to the sigma is observed, and its pole position is determined to be (541 +/- 39) - i (252 +/- 42) MeV from the mean of six analyses. The errors, which are dominated by the systematic errors, cover the statistical and systematic errors in the six analyses, as well as the observed variation of the six analyses. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

研究の動機と目的

• 5800万件のJ/psiイベントを用いた大規模なデータセットを用いて、J/psi → ωπ⁺π⁻崩壊におけるスミス粒子の存在を調査すること。
• この崩壊における低質量ππ最終状態から、スミス共鳴状態の極の位置を特定すること。
• 複数の解析手法にわたるスミス信号の整合性と頑健性を評価すること。
• ハドロン崩壊におけるスミス共鳴状態パラメータの抽出における系統的不確実性を低減すること。

提案手法

• BESII検出器が収集した5800万件のJ/psiイベントを解析し、J/psi → ωπ⁺π⁻崩壊を研究すること。
• 最終状態におけるωf₂(1270)およびb₁(1235)共鳴状態からの顕著な信号を同定すること。
• 低質量ππ不変質量分布へのフィットを実施し、スミス共鳴状態の寄与を抽出すること。
• 6つの独立した解析結果を統合し、平均的なスミス極の位置を決定すること。
• 統計的および系統的不確実性を6つの解析にわたって誤差伝搬法を用いて組み込むこと。
• 解析手法のばらつきとそれによるパrameter推定値の変動を考慮した統合フィットを実施すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 J/psi → ωπ⁺π⁻崩壊におけるππ不変質量分布に、スミス粒子と一致する広がりのある低質量共鳴状態が観測されるか？
• RQ2 この崩壊モードにおけるスミス共鳴状態の正確な極の位置（不確実性を含む）は何か？
• RQ3 複数の独立した解析手法にわたるスミスパラメータの抽出結果はどれほど整合しているか？
• RQ4 スミス極の決定における不確実性の主な要因は系統的誤差であるとどの程度まで言えるか？

主な発見

• J/psi → ωπ⁺π⁻崩壊における低質量ππ不変質量分布に、スミス粒子と一致する広がりのあるピークが明確に観測された。
• 6つの独立した解析の平均値から、スミス極の位置は(541 ± 39) − i(252 ± 42) MeVと決定された。
• 極の位置における主な不確実性要因は系統的誤差であり、統計的誤差ではない。
• 6つの解析における結果のばらつきが最終的な不確実性推定値に反映された。
• 観測された信号の強度と形状は、この崩壊モードに広がりのあるスカラー共鳴状態が存在することを一貫して支持している。
• これらの結果は、J/psiハドロン崩壊の文脈においてスミス粒子の存在に強く裏付けられる。