[論文レビュー] Observation of charged κ in J/ψ→K⁎(892)∓KSπ±, K⁎(892)∓→KSπ∓ at BESII

M. Ablikim, J.Z. Bai+144 more|arXiv (Cornell University)|Apr 11, 2011

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions参考文献 28被引用数 18

ひとこと要約

本研究では、BESIIが収集した5800万件のJ/ψ崩壊事象を用いて、最初に荷電κ共振状態がJ/ψ → K⁎(892)∓KSπ±崩壊において観測された。荷電κは質量(826 ± 49−34+49) MeV/c²および幅(449 ± 156−81+144) MeV/c²で発見され、中性κ状態と整合的であり、荷電チャネルにおけるその存在と性質が確認された。

ABSTRACT

Abstract Using 58 million J / ψ decays obtained by BESII, a charged κ particle is observed in the analysis of the K S π ± system recoiling against K ⁎ ( 892 ) ∓ selected in J / ψ → K S K S π + π − . The mass and width values of the charged κ are obtained to be ( 826 ± 49 − 34 + 49 ) MeV / c 2 and ( 449 ± 156 − 81 + 144 ) MeV / c 2 for the Breit–Wigner parameters, and the pole position is determined to be ( 764 ± 63 − 54 + 71 ) − i ( 306 ± 149 − 85 + 143 ) MeV / c 2 . They are in good agreement with those of the neutral κ observed by the BES Collaboration.

研究の動機と目的

• J/ψ崩壊におけるK⁎(892)∓と反対側のK S π ±最終状態に荷電κ共振状態が存在するかを探索・観測すること。
• 大規模なJ/ψ崩壊データを用いて、荷電κ共振状態の質量と幅を決定すること。
• 以前に観測された中性κと比較して、荷電κの性質が整合的であるかを検証し、共鳴状態の性質を確認すること。
• S波Kπ系における荷電κ共鳴状態の極の位置を抽出し、その動的性質を評価すること。

提案手法

• BESII検出器が収集した5800万件のJ/ψ崩壊を分析し、J/ψ → K⁎(892)∓KSπ±崩壊チャンネルを研究した。
• KSπ∓系のインヴァリアント質量再構築を用いてK⁎(892)∓を同定した。
• 反動系K S π ±を再構築し、荷電κ状態と整合的な共鳴構造を探索した。
• 共鳴パラメータを抽出するために、相対論的ブライト＝ヴイナー振幅を用いてK S π ±インヴァリアント質量分布にフィットした。
• S波寄与を分離するために部分波解析を実施した。
• 振幅から複素エネルギー平面における極の位置を抽出し、ブライト＝ヴイナー近似を超えた共鳴行動を特徴付けた。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 J/ψ崩壊におけるK⁎(892)∓と反対側のK S π ±最終状態に荷電κ共鳴状態が現れるか？
• RQ2 データから得られた荷電κ共鳴状態の質量と幅は何か？
• RQ3 BESが以前に観測した中性κと比較して、荷電κの性質はどのように異なるか？
• RQ4 荷電κの極の位置は中性κ状態と整合的か？これは共通の動的起源を示唆するか？

主な発見

• J/ψ → K S K S π + π − 崩壊におけるK S π ±系に荷電κ共鳴状態が観測された。
• 荷電κのブライト＝ヴイナー質量は(826 ± 49−34+49) MeV/c²、幅は(449 ± 156−81+144) MeV/c²として測定された。
• 荷電κの極の位置は(764 ± 63−54+71) − i(306 ± 149−85+143) MeV/c²と決定され、広く不安定な共鳴状態であることが示された。
• 測定された質量と幅は、BES共同研究グループが観測した中性κと良好に一致している。
• 荷電κと中性κのパラメータの整合性は、S波Kπ系に荷電スカラー共鳴状態が存在することを支持する。
• 結果は、荷電κが物理的共鳴状態であるという強力な証拠を示しており、背景効果や運動論的効果ではないことを裏付けている。