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南开团队发表X(2085)自旋宇称量子数的首次测量结果

发布者:刘欣发布时间:2023-10-29浏览次数:249

强子是由夸克、反夸克和胶子组成的参加强相互作用的微观粒子,它们构成了我们宇宙中超过90%的可见物质量。最常见的强子是质子和中子,它们都是重子(由3个夸克组成),还有一类常见的强子为介子(由一对正反夸克组成)。除此之外还有奇特强子态,分别是由4个或更多夸克组成的多夸克态、或者完全由胶子组成的胶子球态、以及由夸克和胶子组成的混杂态。虽然夸克和胶子都带有一种特殊的“颜色”量子数,但实验上只能观测到各种无色的强子,这种现象称为色禁闭,对此机制的研究是当前基础物理中最具挑战性的问题之一。色禁闭机制使强子谱尤其是奇特强子态成为探索和理解强相互作用物质结构的绝佳场所。近二十年来,世界各地的高能物理实验(包括我国的BESIII实验、日本的Belle实验、美国的BaBar实验以及欧洲的LHCb实验等)中发现了大量新的强子态,其性质与传统理论的预言完全不同,对这些新强子态的理论和实验研究,受到了广泛关注。

2003年,人们在J/ψ粒子的衰变过程中首次观察到pΛ ̅阈值附近的异常增强结构,并被多个实验分别验证。理论上对此类结构有很多猜测,认为其本性可能是介子的高激发态、也可能是重子-反重子组成的分子态、甚或是由末态相互作用导致的效应。所以,确定pΛ ̅近阈结构的自旋宇称量子数以及共振参数为检验这些理论提供了关键信息。

南开大学赵明刚教授课题组与中科院高能所平荣刚研究员合作,利用北京谱仪(BESIII)国际合作组在4.0084.1784.2264.5284.416以及4.682 GeV6个质心能量处采集的合计8.35 fb^(-1)的实验数据,研究了

过程,在世界上首次测得了pΛ ̅近阈共振结构X(2085)的自旋宇称量子数及其质量和宽度等共振参数1显示了4.178 GeV处数据的振幅分析细节,结果表明X(2085)的量子数的统计显著性均超过5σ,相对2的统计显著性在3.1σ∼7.5σ之间。另外,合并分析6个能量点的数据测得X(2085)的共振参数分别为 MeV MeV1+的量子数表明pΛ ̅系统是p波的结构,然而其共振参数与实验上已经发现的任何激发态都不相符,也不匹配势模型预测的任何态。而且异常窄的宽度可能表明了暗含一些奇异性质,有待进一步的理论解释。

1:基于变得到的pΛ ̅不变质量谱的振幅分析拟合结果,可以看到明显的pΛ ̅近阈增强结构X(2085)


近日,相关研究成果以“pΛ ̅近阈结构自旋宇称量子数的测量Determination of Spin-Parity Quantum Numbers for the Narrow Structure near the  pΛ ̅Threshold in为题,在线发表于《物理评论快报》(Physical Review

 Letters。该工作得到了国家自然科学基金重点项目和大科学装置联合基金重点项目的支持。


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URL: https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.131.151901

DOI: 10.1103/PhysRevLett.131.151901


                                                                                                             

校对:程丹

审核:薄方