[论文解读] Pseudoscalar production at {omega}{omega} threshold in J/{psi}{yields}{gamma}{omega}{omega}

Xiaonan Li, J. Z. Bai+18 more|arXiv (Cornell University)|Jun 1, 2006

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 11

一句话总结

本研究利用BESII探测器收集的5.8×10⁷个J/ψ事例，分析J/ψ → γωω衰变过程，识别出一个主导的赝标量共振态，其质量为1744 MeV/c²，宽度为244 MeV/c²。分析结果证实η(1760)态在衰变为ωω时有显著贡献，测得的产物分支分数为(1.98 ± 0.08(统计) ± 0.32(系统))×10⁻³。

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}.

研究动机与目标

• 研究J/ψ → γωω衰变中阈值附近ωω系统的性质。
• 确定ωω不变质量谱中共振结构的量子数和特性。
• 识别2 GeV/c²以下ωω末态中占主导地位的共振态。
• 测量J/ψ → γη(1760) → γωω衰变链的分支分数。

提出的方法

• 分析BESII探测器收集的5.8×10⁷个J/ψ事例。
• 通过ω → π⁺π⁻π⁰衰变模式重建ω介子。
• 构建ωω不变质量分布以识别共振结构。
• 进行角相关性分析以推断ωω系统的量子数。
• 开展部分波分析以分离赝标量、0⁺⁺和2⁺⁺态的贡献。
• 对不变质量谱进行拟合，以提取主导赝标量态的共振参数。

实验结果

研究问题

• RQ1 在J/ψ → γωω衰变中，阈值上方ωω共振结构的性质是什么？
• RQ2 在2 GeV/c²以下的ωω系统中，主导共振态的量子数是什么？
• RQ3 在ωω末态中，主导赝标量共振态的质量和宽度是多少？
• RQ4 J/ψ → γη(1760)衰变后η(1760) → ωω的产物分支分数是多少？
• RQ5 0⁺⁺和2⁺⁺态的贡献与主导赝标量分量相比如何？

主要发现

• ωω不变质量分布在1.76 GeV/c²处出现峰值，位于ωω阈值之上。
• 角相关性分析表明，2 GeV/c²以下的ωω系统主要具有赝标量特性。
• 部分波分析证实存在一个主导的赝标量共振态，其质量为M = 1744 ± 10 (统计) ± 15 (系统) MeV/c²。
• 赝标量宽度测量值为Γ = 244⁻²¹₊²⁴ (统计) ± 25 (系统) MeV/c²。
• 产物分支分数Br(J/ψ → γη(1760)) × Br(η(1760) → ωω)为(1.98 ± 0.08 (统计) ± 0.32 (系统)) × 10⁻³。
• 在主导赝标量分量之外，也观测到0⁺⁺和2⁺⁺态的微弱贡献。