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普通夸克模型认为强子均由两个或三个夸克组成,而量子色动力学理论允许多夸克态、混杂态和胶球等新型强子的存在。因此实验上发现多夸克态、混杂态和胶球对检验和发展量子色动力学以及共振态理论具有重大意义,一直是世界上许多高能物理实验的最重要的物理目标之一。
本文利用北京谱仪(BESⅡ)在北京正负电子对撞机(BEPC)上采集的58MJ/ψ数据,对粲夸克偶素衰变J/ψ→ρρπ。过程中进行了螺旋度分析。此过程中,经过事例挑选后得到约40,000个事例;然后对其进行整体拟合。经过分析表明,在ρπ不变质量谱中可能存在三个1-+的奇特态π1(1400)、π1(1600)和π1(2300),它们的质量宽度分别为:
π1(1400):Mass=1380±10MeV,г=340±30MeV;
π1(1600):Mass=1660±30MeV,г=280±40MeV;
π1(2300):Mass=2250±20MeV,г=280±20MeV;发现的这些被普通夸克模型所不允许的具有量子数1-+的奇特态很有可能是新型强子中的夸克态、混杂态或者胶球中的一种。
J/ψ到矢量-赝标介子对的衰变主要通过两种机制:通过三胶子湮灭的强衰变和通过一个虚光子的电磁衰变。J/ψ的强相互作用衰变是Okubo-Zweig-Iizuka(OZI)压制的,导致同位旋破坏的电磁衰变相对于强衰变来说不是那么小。本文的另一个重要工作就是通过对J/ψ→π+π-η的数据分析,分别用分波分析和拟合一维不变质量谱的方法测量了衰变J/ψ→ρ(770)η,J/ψ→ρ(1450)η,ωη和α2(1320)π四个分支比,它们的测量值分别为:
Br(J/ψ→ρ(7Y0)η)=(2.49±0.52±0.24)×10-4Br(J/ψ→ω(782)η)=(19.61±4.13±3.35)×10-4Br(J/ψ→ρ(1450)η)·Br(ρ(1450)→π+π-)=(0.42±0.09±0.03)×10-5Br(J/ψ→α2(1320)π)=(3.30±0.84±0.36)×10-4这里,第一项是统计误差,第二项是系统误差。其中,J/ψ→ρ(770)η是BES第一次测量,J/ψ→ρ(1450)η是世界上第一次测量。PDG上只给出了J/ψ→α2(1320)π的分支比的上限,这里我们通过拟合ηπ的不变质量谱的方法得到了它的精确分支比。在这个工作中我们还通过MonteCarlo模拟研究了在分波分析中窄共振态的宽度问题。