[论文解读] The sigma pole in J / psi ---> omega pi+ pi-

Bes Callaboration|arXiv (Cornell University)|Jun 16, 2004

Nuclear physics research studies被引用 62

一句话总结

本研究基于BESII探测器采集的5800万条J/psi事例，分析J/psi → ωπ⁺π⁻衰变过程，发现一个与sigma介子一致的宽广、低质量峰。通过六种方法的联合分析，确定sigma粒子的极点位置为(541 ± 39) − i(252 ± 42) MeV，为该衰变道中sigma共振态的存在提供了有力证据。

ABSTRACT

Using a sample of 58 million J/psi events recorded in the BESII detector, the decay J/psi --> omegapi(+)pi(-) is studied. There are conspicuous omegaf(2)(1270) and b(1)(1235)pi signals. At low pipi mass, a large, broad peak due to the sigma is observed, and its pole position is determined to be (541 +/- 39) - i (252 +/- 42) MeV from the mean of six analyses. The errors, which are dominated by the systematic errors, cover the statistical and systematic errors in the six analyses, as well as the observed variation of the six analyses. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

研究动机与目标

• 利用大量J/psi事例研究J/psi → ωπ⁺π⁻衰变中sigma介子的存在。
• 从该衰变中ππ末态的低质量区域确定sigma共振态的极点位置。
• 评估sigma信号在多种分析方法中的一致性与稳健性。
• 降低强子衰变中sigma共振态参数提取的系统误差。

提出的方法

• 对BESII探测器收集的5800万条J/psi事例进行分析，研究J/psi → ωπ⁺π⁻衰变过程。
• 在末态中识别出ωf₂(1270)和b₁(1235)共振态的显著信号。
• 通过拟合低质量ππ不变质量分布，提取sigma共振态的贡献。
• 将六种独立分析的结果合并，确定sigma极点位置的平均值。
• 使用误差传播方法，综合六种分析中的统计误差与系统误差。
• 采用联合拟合方法，考虑不同分析方法及其参数估计结果的差异。

实验结果

研究问题

• RQ1 在J/psi → ωπ⁺π⁻衰变的ππ不变质量分布中，是否出现一个与sigma介子一致的宽广、低质量共振态？
• RQ2 该衰变道中sigma共振态的极点位置及其不确定度为何？
• RQ3 多种独立分析方法提取的sigma参数在多大程度上保持一致？
• RQ4 系统误差在sigma极点确定中的不确定性中占主导地位的程度如何？

主要发现

• 在J/psi → ωπ⁺π⁻衰变的低质量ππ不变质量分布中，观察到一个与sigma介子一致的宽广、显著峰。
• 通过六种独立分析的平均值，确定sigma极点位置为(541 ± 39) − i(252 ± 42) MeV。
• 极点位置不确定度的主要来源是系统误差，而非统计误差。
• 六种分析结果之间的差异已纳入最终误差估计中。
• 观测到的信号强度与形状与该衰变道中存在一个宽广标量共振态的假设一致。
• 结果为J/psi强子衰变中sigma介子的存在提供了有力证据。