[论文解读] 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 18

一句话总结

本研究利用BESII探测器收集的5800万组J/ψ事例，首次观测到J/ψ → K⁎(892)∓KSπ±衰变过程中的带电κ共振态。测得带电κ的质量为(826 ± 49−34+49) MeV/c²，宽度为(449 ± 156−81+144) MeV/c²，与中性κ态一致，证实了其在带电道中的存在及其性质。

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.

研究动机与目标

• 研究J/ψ衰变中K⁎(892)∓反冲的K S π ±末态中是否存在带电κ共振态。
• 利用大量J/ψ衰变事例测定带电κ共振态的质量与宽度。
• 将带电κ的性质与之前观测到的中性κ性质进行比较，以检验一致性及共振态特性。
• 提取带电κ共振态的极点位置，以评估其在S波Kπ系统中的动力学行为。

提出的方法

• 分析BESII探测器收集的5800万组J/ψ衰变事例，研究J/ψ → K⁎(892)∓KSπ±衰变道。
• 通过KSπ∓系统不变质量重建方法选择K⁎(892)∓，以分离共振态。
• 重建反冲系统K S π ±，以搜索与带电κ态一致的共振结构。
• 使用相对论性Breit–Wigner振幅拟合K S π ±不变质量分布，以提取共振参数。
• 进行部分波分析，以分离对应于κ共振态的S波贡献。
• 从振幅中提取复能级平面上的极点位置，以表征共振行为，超越Breit–Wigner近似。

实验结果

研究问题

• RQ1 在J/ψ衰变中，K⁎(892)∓反冲的K S π ±末态是否出现带电κ共振态？
• RQ2 根据实验数据，带电κ共振态的质量与宽度是多少？
• RQ3 带电κ的性质与BES先前观测到的中性κ性质相比如何？
• RQ4 带电κ的极点位置是否与中性κ态一致，表明其具有共同的动力学起源？

主要发现

• 在J/ψ → K S K S π + π − 衰变中，观测到K S π ±系统反冲于K⁎(892)∓时存在带电κ共振态。
• 带电κ的Breit–Wigner质量测量为(826 ± 49−34+49) MeV/c²，宽度为(449 ± 156−81+144) MeV/c²。
• 带电κ的极点位置测定为(764 ± 63−54+71) − i(306 ± 149−85+143) MeV/c²，表明其为一个宽幅、不稳定的共振态。
• 测得的带电κ质量与宽度与BES合作组先前观测到的中性κ态高度一致。
• 带电与中性κ参数的一致性支持了S波Kπ系统中存在带电标量共振态。
• 结果为带电κ作为物理共振态而非背景或动量效应提供了有力证据。