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WASA-at-COSY实验装置可以对标量介子a0/f0(980)的强衰变(πη/ππ)以及辐射衰变(γV,其中V是矢量介子)实现较好的测量。这些测量能为了解轻标量介子的结构提供新的信息。作为第一次试探性的实验,选择了pd→3AX的反应过程,为了确定标量介子的产生截面,测量了pd→3He(4γ)反应道。本实验中,质子束流的动量是2.935 GeV/c(动能2.143 GeV),产生的共振态X的质量最高可到1.2 GeV/c2。通过分析得出pd→3He a00→3He(π0η)反应道的总截面为1.2±0.7stat±0.3syst nb,取2σ的截面上限(置信度95%)为2.6±0.5syst nb。还得出pd→3He f0→3He(π0π0)反应道的2σ的截面上限为2.2±0.8syst nb。这是对标量介子a0/ f0(980)在pd→3AX的反应过程中产生截面的首次测量。
除了轻标量介子外,基于本实验测量到的pd→3HeX的反应数据,还可以研究其他介子的产生。考虑到两体过程的运动学,在测量中η′、ω以及φ介子的产生都有较大的几何接收度。特别是η′的产生信息对WASA-at-COSY上将要开展的相关物理研究很有意义。从清晰鉴别出来的3He(π+π-η)的末态中,得到产生η′的总截面的2σ上限是3.4±0.5syst nb。对于ω介子,在它的两个主要衰变道ω→π+π-π0(89.2%)以及ω→π0γ(8.92%)中都观察到了明确的产生信号,并且在误差范围内给出了相一致的总截面的数值,分别为17.2±1.7stat±2.3syst nb和15.3±2.0。tat±2.0syst nb。在对反应道pd→3He(K+K-)的分析中,结合模拟的结果,从大星的(π+/π-)的本底中挑选出(K+/K-)的候选事件,并对(3He,K+/-)以及(3He,K+K-)丢失质量平方的分布进行考察,最后只有2个事件满足挑选条件,从而得出该反应道的总截面的2σ上限是6.9±0.8syst nb。
以上给出的这些截面是经过实验亮度归一化后的绝对值,对于实验亮度的确定用到了三种方法,并且给出了相互印证的数值,同对也表明了亮度分析中所做的相关假设是合理的。i)基于束流强度和靶厚得到的估算值L~4.0·1030 S-1cm-2。ii)pp准弹性散射,中子作为旁观者,由此假设该过程与pp弹性散射具有相同的截面,从而得到实验的平均有效亮度为L~2.9·1030 S-1cm-2。iii) pd弹性散射,对其中p在前角而d处于大角度的事件进行挑选,进而从大量的pp准弹散的本底中鉴别出pd弹性散射事件,得到的平均有效亮度为L=(3.0±0.2stat±0.4syst)·1030 S-1cm-2。