[논문 리뷰] Pseudoscalar production at {omega}{omega} threshold in J/{psi}{yields}{gamma}{omega}{omega}

Xiaonan Li, J. Z. Bai외 18명|arXiv (Cornell University)|2006. 06. 01.

Particle physics theoretical and experimental studies인용 수 11

한 줄 요약

이 연구는 BESII 검출기에서 확보한 5.8×10⁷개의 J/ψ 사건을 이용해 J/ψ → γωω 붕괴를 분석하며, 1744 MeV/c²에서 질량이 244 MeV/c²인 주요 페시터 스테이트를 규명하였다. 분석 결과, ωω로 붕괴하는 η(1760) 상태의 기여가 뚜렷하게 확인되었으며, 측정된 제품 Br은 (1.98 ± 0.08(stat) ± 0.32(syst))×10⁻³이었다.

ABSTRACT

The decay channel J/{psi}{yields}{gamma}{omega}{omega}, {omega}{yields}{pi}{sup +}{pi}{sup -}{pi}{sup 0} is analyzed using a sample of 5.8x10{sup 7} J/{psi} events collected with the BESII detector. The {omega}{omega} invariant mass distribution peaks at 1.76 GeV/c{sup 2}, just above the {omega}{omega} threshold. Analysis of angular correlations indicates that the {omega}{omega} system below 2 GeV/c{sup 2} is predominantly pseudoscalar. A partial wave analysis confirms the predominant pseudoscalar structure, together with small 0{sup ++} and 2{sup ++} contributions, and yields a pseudoscalar mass M=1744{+-}10 (stat){+-}15 (syst) MeV/c{sup 2}, a width {gamma}=244{sub -21}{sup +24} (stat){+-}25 (syst) MeV/c{sup 2}, and a product branching fraction Br(J/{psi}{yields}{gamma}{eta}(1760)){center_dot}Br({eta}(1760){yields}{omega}{omega})=(1.98{+-}0.08 (stat){+-}0.32 (syst))x10{sup -3}.

연구 동기 및 목표

• J/ψ → γωω 붕괴에서 임계값 근처의 ωω 시스템의 성격을 조사하기 위해.
• ωω 진동 질량 스펙트럼에서의 공명 구조의 양자수 및 성질을 규명하기 위해.
• 2 GeV/c² 이하의 ωω 최종 상태에서 지배적인 공명 기여자를 특정하기 위해.
• J/ψ → γη(1760) → γωω 붕괴 체인의 브랜치 분율을 측정하기 위해.

제안 방법

• BESII 검출기에서 확보한 5.8×10⁷개의 J/ψ 사건을 분석하였다.
• ω 메손을 ω → π⁺π⁻π⁰ 붕괴 모드를 통해 재구성하였다.
• 공명 구조를 식별하기 위해 ωω 진동 질량 분포를 구성하였다.
• ωω 시스템의 양자수를 추론하기 위해 각도 상관 분석을 수행하였다.
• 퍼지웨이브 분석을 통해 페시터, 0⁺⁺, 2⁺⁺ 상태의 기여를 분리하였다.
• 진동 질량 스펙트럼에 적합함으로써 지배적인 페시터 상태의 공명 매개변수를 추출하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 J/ψ → γωω 붕괴에서 ωω 임계값 근처의 ωω 공명 구조의 성격은 무엇인가요?
• RQ2 2 GeV/c² 이하의 ωω 시스템에서 지배적인 공명의 양자수는 무엇인가요?
• RQ3 ωω 최종 상태에서 지배적인 페시터 공명의 질량과 너비는 무엇인가요?
• RQ4 J/ψ → γη(1760) 후에 η(1760) → ωω로 붕괴하는 제품 Br은 얼마인가요?
• RQ5 0⁺⁺ 및 2⁺⁺ 상태의 기여는 지배적인 페시터 성분에 비해 어떻게 비교되나요?

주요 결과

• ωω 진동 질량 분포는 임계값을 약간 넘는 1.76 GeV/c²에서 피크를 보였다.
• 각도 상관 분석 결과, 2 GeV/c² 이하의 ωω 시스템은 주로 페시터 성질을 띤다.
• 퍼지웨이브 분석을 통해 질량 M = 1744 ± 10 (stat) ± 15 (syst) MeV/c²인 지배적인 페시터 공명이 확인되었다.
• 페시터 너비는 Γ = 244⁻²¹₊²⁴ (stat) ± 25 (syst) MeV/c²로 측정되었다.
• 제품 Br(J/ψ → γη(1760)) × Br(η(1760) → ωω)는 (1.98 ± 0.08 (stat) ± 0.32 (syst)) × 10⁻³이었다.
• 지배적인 페시터 성분 외에 0⁺⁺ 및 2⁺⁺ 상태의 작은 기여가 관측되었다.