在DS介子三体衰变中对轻标量介子的研究

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质量最低的轻标量介子的本质在理论上还存在着多种解释,关于它们的研究一直是强子物理的研究热点之一。近年来国际上的大型实验装置,特别是北京正负电子对撞机(BEPCⅡ)上进行的BESⅢ实验,积累了大量的实验数据,为研究轻标量介子的本质提供了丰富的实验信息。本文基于BESⅢ合作组的实验测量,利用手征幺正方法研究了 Ds+介子三体衰变过程中轻标量介子a0(980)和f0(980)的本质,具体包括以下两方面内容:1.研究了质量最低的轻标量介子a0(980)和f0(980)在Ds+→K+K-π+衰变过程中的作用。2020年,BESⅢ合作组对Ds+→K+K-π+衰变过程进行了测量,采用经验的参数化形式拟合得到的a0(980)和f0(980)的质量和宽度,明显低于粒子数据组(Particle Data Group,PDG)中a0(980)和f0(980)的质量和宽度。在此之前,BABAR合作组也采用类似的参数化形式研究了该衰变过程,其测量结果与PDG中a0(980)和f0(980)的质量和宽度也不一致。我们考虑S波赝标介子相互作用动力学产生的a0(980)和f0(980)的贡献,以及P波中间矢量介子φ的贡献,利用手征幺正方法对Ds+→K+K-π+衰变过程进行了研究。计算结果表明,K+K-不变质量谱上KK阈值附近的增强结构主要来自于S波赝标介子相互作用动力学产生的f0(980)的贡献。我们的结果也暗示了合理地描述KK阈值附近的实验数据需要考虑更复杂的动力学结构。2.研究了质量最低的轻标量介子f0(980)在Ds+→π+π0π0衰变过程中的作用。最近,BESⅢ合作组测量了Ds+→π+π0π0衰变过程,在BESⅢ实验得到的π0π0不变质量谱上有明显的f0(980)信号。我们基于BESⅢ实验的测量结果,考虑S波赝标介子相互作用动力学产生的f0(980)的贡献,以及f0(1370)的贡献和f2(1270)的贡献,利用手征幺正方法对Ds+→π+π0π0衰变过程进行了研究。计算结果表明,在π0π0不变质量谱上有明显的f0(980)的信号,我们的理论计算结果与实验的测量结果吻合。综上,本文基于BSEⅢ的实验测量,对Ds+→K+K-π+和Ds+→π+π0π0两个衰变过程进行了研究,我们的结果支持轻标量介子a0(980)和f0(980)作为分子态的图像,为进一步的实验研究提供了理论指导。
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