贗標量介子衰變到雙光子的研究.pdf

1、贗標量介子到雙光子衰變，是檢驗量子色動力學(QCD)的理想過程。π0，η和η'屬于SU(3)贗標量介子九重態(tài)，都可以衰變到雙光子。通常，η和η'被認為是SU(3)單態(tài)和八重態(tài)的混合，即:η=η8cosθP-η1sinθP，η'=η8cosθP+η1sinθP，
　　其中，θP是贗標量介子的混合角。通過測量Br(J/ψ→γη')/Br(J/ψ→γη)，可以計算η-η'的混合角。
　　而在手征微擾理論中，贗標量介子單態(tài)是作為一個

2、附加自由度出現(xiàn)的。在已觀測到的π0→γγ中，其壽命遠低于預期值(lifetime=8.4×10-17s)。但是傳統(tǒng)的PCAC等理論，計算得到的結果，其壽命要遠高于實驗值。人們發(fā)展了一個叫做”三角反常”的機制，能夠有效的解決這一問題。π0，η和η'的雙光子衰變的研究可為驗證、發(fā)展三角反常機制提供更加精確的實驗依據。
　　《粒子數據手冊》(2014)中認為η(1440)包含兩個共振結構，即η(1405)和η(1475)，然而夸克模型預

3、言的贗標量介子譜在該位置只有一個態(tài)。通常，它們當中一個被認為是介子，而另一個被認為是膠球的有力候選者之一。雙光子衰變是驗證一個粒子是否是膠球的一個重要判據。X(1835)被認為是膠球的候選者或者是重子偶素的多夸克態(tài)，該共振態(tài)的雙光子衰變同樣是判斷其結構的重要判據之一。另外，η(1405)、η(1475)、η(1760)和X(1835)的雙光子衰變分寬度是Vector Meson Dominance(VMD)的重要的輸入參數，對VMD模型

4、的研究有著重要的意義。
　　本文利用BES-Ⅲ于2009年和2012年期間取得的共約4.52×108ψ'事例樣本，通過ψ'→π+π-J/ψ衰變，詳細研究了J/ψ→γP，P→γγ[P=π0，η，η'，η(1405)，η(1475)，η(1760)，X(1835)]的雙光子衰變過程。精確測量了J/ψ→γπ0（η，η'）的分支比，分別為Br(J/ψ→γπ0)=(3.47±0.12(stat.)±0.21(syst.)）×10-5，Br(

5、J/ψ→γη)=(1.08±0.01(stat.)±0.06(syst.))×10-3，Br(J/ψ→γη')=(5.51±0.10(stat.)±0.39(syst.))×10-3，并計算得到η-η'的混合角θP=(-21.77±0.44(stat.)±1.96(syst.))°。由于在雙光子不變質量譜上我們沒有觀測到明顯的η(1405)，η(1475)，η(1760)和X(1835)信號，因此我們給出了J/ψ→γη(1405)(η(

6、1475)，η(1760)，X(1835))→γγγ在90％的置信度下的分支比上限，分別為Br(J/ψ→γη(1405)→3γ)＜2.86×10-6，Br(J/ψ→γη(1475)→3γ)＜2.40×10-6, Br(J/ψ→γη(1760)→3γ)＜7.88×10-6,Br(J/ψ→γX(1835)→3γ)＜3.81×10-6。
　　本文給出的J/ψ→γπ0(η，η')分支比測量值與CLEO實驗組的測量值是一致的，并且得益于大統(tǒng)