[논문 리뷰] Study of N* Production from J/Psi--> p pbar eta

J. Z. Bai, H. C. Chiang외 3명|arXiv (Cornell University)|2001. 05. 08.

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions인용 수 34

한 줄 요약

이 연구는 BES 실험에서 확보한 780만 개의 J/psi 사건을 이용해 J/psi → p p̄ η 붕괴에서 발생하는 N* 입자 상태의 첫 번째 부분파 분석을 제시한다. 두 개의 명확한 공명 상태를 관측하였으며, 각각 질량 1530±10 MeV, 너비 95±25 MeV인 N*(1530)과 질량 1647±20 MeV, 너비 145+80−45 MeV인 N*(1650)으로 확인되었으며, 이는 J/psi 붕괴를 통한 생성을 확인한다.

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.

연구 동기 및 목표

• J/psi → p p̄ η 붕괴에서 낙관자 상태(N*)의 생성 메커니즘을 조사하기 위해.
• 부분파 분석을 이용해 p η 임계값 근처의 N* 공명 상태를 식별하고 특성화하기 위해.
• 최종 상태에서 관측된 공명 상태의 양자수 및 특성(질량과 너비)을 결정하기 위해.
• J/psi 붕괴에서 S11(1535) 및 S11(1650) 공명 상태에 대한 첫 번째 부분파 연구를 제공하기 위해.

제안 방법

• BES 검출기에서 확보한 780만 개의 J/psi 사건에 대해 부분파 분 析를 수행한다.
• 최종 상태 p p̄ η를 재구성하여 공명 기여를 식별한다.
• 특히 p η 임계값 근처에서의 관측된 질량 분포를 맞추기 위해 진폭 분 析를 사용한다.
• 데이터를 JP=1/2− 브라이트-워너 형식으로 맞춤으로써 공명 파aram터(질량과 너비)를 추출한다.
• S11(1535) 및 S11(1650) 공명 상태를 모두 포함하여 기여도를 결정한다.
• 통계적 불확실성은 오차 전파 및 피팅 기법을 이용해 평가한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 J/psi → p p̄ η 붕괴 과정에서 어떤 공명 상태가 생성되는가?
• RQ2 p η 임계값 근처에서 관측된 N* 공명 상태의 질량과 너비 파aram터는 무엇인가?
• RQ3 이 붕괴 채널에서 S11(1535) 및 S11(1650) 공명 상태를 식별하고 특성화할 수 있는가?
• RQ4 부분파 진폭 분 析는 관측된 공명 상태에 대해 JP=1/2− 양자수와 일치하는가?

주요 결과

• p η 임계값 근처에 명확한 증가가 관측되었으며, 이는 질량 1530±10 MeV, 너비 95±25 MeV인 N*(1530) 공명 상태와 일치한다.
• 1647±20 MeV에서 두 번째 공명 피크가 관측되었으며, 너비는 145+80−45 MeV로, N*(1650)과 일치한다.
• 부분파 분 析에 기반해 두 공명 상태 모두 JP=1/2− 할당이 유리하다.
• 이 연구는 J/psi → p p̄ η 붕괴에서 S11(1535) 및 S11(1650) 공명 상태에 대한 첫 번째 부분파 분석을 제공한다.
• 관측된 공명 상태는 잘 알려진 N*(1530) 및 N*(1650) 상태로 식별된다.
• 결과는 이러한 공명 상태가 J/psi 붕괴에서 p p̄ η 최종 상태의 주요 기여자임을 지지한다.