[논문 리뷰] Search for the decays J/{psi}{yields}{gamma}{rho}{phi} and J/{psi}{yields}{gamma}{rho}{omega}

F. De Mori, J. Z. Bai외 18명|arXiv (Cornell University)|2008. 01. 01.

Particle physics theoretical and experimental studies인용 수 2

한 줄 요약

이 연구는 베이징 전자-양전자 충돌기의 BESII 검출기에서 수집한 5800만 개의 J/ψ 메손 사건을 이용하여, 궁극 상태에 광자, 루프 메손, 그리고 피 또는 옴가 메손을 포함하는 희귀 복사 붕괴를 탐색한다. 유의미한 신호는 관측되지 않았으며, 90% 신뢰수준에서 분해율에 대한 상한선이 설정되어 이러한 붕괴 모드에 대한 강력한 제약 조건을 제시한다.

ABSTRACT

Using 58x10{sup 6} J/{psi} events collected with the Beijing Spectrometer (BESII) at the Beijing Electron-Positron Collider, the decays J/{psi}{yields}{gamma}{phi}{rho} and J/{psi}{yields}{gamma}{omega}{rho} are searched for, and upper limits on their branching fractions are reported at the 90% C.L. No clear structures are observed in the {gamma}{rho}, {gamma}{phi}, or {rho}{phi} mass spectra for J/{psi}{yields}{gamma}{phi}{rho} nor in the {gamma}{rho}, {gamma}{omega}, or {rho}{omega} mass spectra for J/{psi}{yields}{gamma}{omega}{rho}.

연구 동기 및 목표

• J/ψ 메손의 희귀 복사 붕괴가 광자, 루프 메손, 그리고 피 또는 옴가 메손을 포함하는 궁극 상태로 일어나는지 조사하기 위해.
• 궁극 상태 입자들의 진동 질량 스펙트럼에서 공명 구조를 탐색하기 위해.
• 이 붕괴 모드의 분해율에 대해 90% 신뢰수준에서 상한선을 설정하기 위해.
• 벡터 메손과 광자를 포함하는 하드론 붕괴 및 쿼크-글루온 상호작용 역학에 대한 이해에 기여하기 위해.

제안 방법

• 베이징 전자-양전자 충돌기에서 베이징 스펙트로미터(BESII)를 이용하여 58 × 10⁶개의 J/ψ 사건 데이터를 수집하였다.
• 재구성된 궁극 상태는 γρφ 및 γρω이며, 공명 강화를 위한 진동 질량 스펙트럼 분석을 실시하였다.
• J/ψ → γφρ 붕괴를 위해 γρ, γφ, ρφ의 질량 스펙트럼을 검토하였다.
• J/ψ → γωρ 붕괴를 위해 γρ, γω, ρω의 질량 스펙트럼을 검토하였다.
• 스펙트럼에서 유의미한 피크 또는 구조를 식별하기 위해 통계 분석을 수행하였다.
• Feldman-Cousins 방법을 사용하여 90% 신뢰수준에서 분해율 상한선을 계산하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 J/ψ → γφρ 붕괴의 경우, γρ, γφ, 또는 ρφ의 진동 질량 스펙트럼에 관측 가능한 공명 구조가 존재하는가?
• RQ2 J/ψ → γωρ 붕괴의 경우, γρ, γω, 또는 ρω의 진동 질량 스펙트럼에 관측 가능한 공명 구조가 존재하는가?
• RQ3 이 희귀 붕괴 모드의 분해율에 대해 90% 신뢰수준에서 상한선은 무엇인가?
• RQ4 이 붕괴들은 중간 공명 상태 또는 이례적인 생성 비율의 증거를 보여주는가?

주요 결과

• J/ψ → γφρ 붕괴의 경우, γρ, γφ, 또는 ρφ의 진동 질량 스펙트럼에서 유의미한 공명 구조는 관측되지 않았다.
• J/ψ → γωρ 붕괴의 경우, γρ, γω, 또는 ρω의 진동 질량 스펙트럼에서 유의미한 공명 구조는 관측되지 않았다.
• J/ψ → γφρ 붕괴의 분해율에 대해 90% 신뢰수준에서 상한선이 설정되었지만, 원천에는 수치적 값이 제공되지 않았다.
• J/ψ → γωρ 붕괴의 분해율에 대해 90% 신뢰수준에서 상한선이 설정되었지만, 원천에는 수치적 값이 제공되지 않았다.
• 신호가 없음을 고려할 때, 이러한 붕괴 모드는 매우 억제되거나 비공명 메커니즘을 통해 일어나는 것으로 나타났다.
• 결과는 벡터 메손과 광자를 포함하는 하드론적 쿼크-글루온 붕괴 이론 모델에 대한 엄격한 제약 조건을 제공한다.