[论文解读] Measurements of psi(2S) decays into phi pi0, phi eta, phi eta-prime omega eta, and omega eta-prime

F. De Mori, S. S. Fang+203 more|arXiv (Cornell University)|Dec 1, 2004

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 8

一句话总结

本研究利用BESII探测器收集的1400万个psi(2S)事例，测量了psi(2S)衰变到矢量-赝标量末态的分支分数，包括phi eta、phi eta'和omega eta'。测量结果分别为：phi eta的分支分数为(3.3±1.1±0.5)×10⁻⁵，phi eta'为(3.1±1.4±0.7)×10⁻⁵，omega eta'为(3.2⁻².⁰⁺².⁴±0.7)×10⁻⁵，同时对phi pi⁰和omega eta的衰变模式给出了90%置信水平的上限。这些结果用于检验微扰QCD的'12%规则'。

ABSTRACT

Decays of the {psi}(2S) into vector plus pseudoscalar meson final states have been studied with 14x10{sup 6} {psi}(2S) events collected with the BESII detector. Branching fractions of {psi}(2S){yields}{phi}{eta}, {phi}{eta}{sup '}, and {omega}{eta}{sup '}, and upper limits of {psi}(2S){yields}{phi}{pi}{sup 0} and {omega}{eta} are obtained: B({psi}(2S){yields}{phi}{eta})=(3.3{+-}1.1{+-}0.5)x10{sup -5}, B({psi}(2S){yields}{phi}{eta}{sup '})=(3.1{+-}1.4{+-}0.7)x10{sup -5}, and B({psi}(2S){yields}{omega}{eta}{sup '})=(3.2{sub -2.0}{sup +2.4}{+-}0.7)x10{sup -5}; and B({psi}(2S){yields}{phi}{pi}{sup 0})<0.40x10{sup -5}, and B({psi}(2S){yields}{omega}{eta})<3.1x10{sup -5} at the 90% C.L. These results are used to test the perturbative QCD ''12% rule.''.

研究动机与目标

• 测量psi(2S)衰变到矢量-赝标量介子末态（如phi eta、phi eta'和omega eta'）的分支分数。
• 在90%置信水平下建立psi(2S) → phi pi⁰和psi(2S) → omega eta衰变模式的上限。
• 利用psi(2S)衰变的实验分支分数数据，检验微扰QCD的'12%规则'。
• 提高粲偶素谱学中稀有衰变分支分数测量的精度。

提出的方法

• 数据通过BESII探测器获取，记录了14×10⁶个psi(2S)事例。
• 通过识别衰变产物（如phi → K⁺K⁻，eta → γγ，eta' → γη，omega → π⁺π⁻π⁰）重建末态。
• 利用运动学和顶点选择标准（包括不变质量重建和顶点拟合）抑制背景。
• 通过最大似然拟合重建的不变质量分布提取分支分数。
• 通过改变选择标准并使用替代的信号和背景模型，评估系统误差。
• 将结果与微扰QCD '12%规则'的预测进行比较，以评估其有效性。

实验结果

研究问题

• RQ1 BESII实验中psi(2S) → phi eta的分支分数是多少？
• RQ2 psi(2S) → phi pi⁰和psi(2S) → omega eta在90%置信水平下的上限是多少？
• RQ3 测量得到的psi(2S) → phi eta'、phi eta和omega eta'的分支分数与微扰QCD '12%规则'的预测相比如何？
• RQ4 这些观测到的分支分数在粲偶素衰变动力学背景下的意义是什么？

主要发现

• psi(2S) → phi eta的分支分数测量结果为(3.3±1.1±0.5)×10⁻⁵。
• psi(2S) → phi eta'的分支分数测量结果为(3.1±1.4±0.7)×10⁻⁵。
• psi(2S) → omega eta'的分支分数测量结果为(3.2⁻².⁰⁺².⁴±0.7)×10⁻⁵。
• psi(2S) → phi pi⁰的上限在90%置信水平下小于0.40×10⁻⁵。
• psi(2S) → omega eta的上限在90%置信水平下小于3.1×10⁻⁵。
• 测量得到的分支分数用于检验微扰QCD的'12%规则'，为该规则的有效性提供了实验约束。