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    科技動態
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    2022-07-22 作者:物理學院 來源:科學技術處

    在BESIII實驗的J/ψ->Υπ+π-η'過程中發現X(2600)新粒子


      北京正負電子對撞機上的北京譜儀BESIII實驗國際合作組利用已經收集的100J/ψ實驗數據,在J/ψ->Υπ+π-η'過程首次觀測到X(2600)粒子這一實驗研究成果南京大學金山教授與中國科學院高能物理研究所黃燕萍青年特聘研究員辛丑研究員為主合作并指導博士生吳金飛完成

    此次BESIII合作組在J/ψ->Υπ+π-η'過程中觀測到這一新粒子X(2600),實驗確認其統計顯著性大于20倍標準偏差,如圖一所示,并測量到X(2600)兩個主要衰變模式f0(1500) η'和X(1540) η''的產額。這一結果是尋找研究新強子態領域又一新的重要成果。下一步在更多的衰變末態中尋找X(2600)粒子并測定其自旋宇稱對理解X(2600)粒子的本質至關重要

           

    圖一:質量譜

    自然界已發現的強子由2個或者3個夸克組成,而量子色動力學(QCD)允許多夸克態、混雜態和膠球等新型強子的存在。因此,實驗上發現多夸克態、混雜態和膠球對檢驗和發展QCD以及強子唯象理論模型具有重要意義,一直是世界上許多高能物理實驗的最重要物理目標之一。近年來,格點QCD理論取得了巨大的進展,為實驗研究介子譜以及超出夸克模型的新型強子態提供了重要的理論依據,并預言了基態標量膠球的質量范圍為 2.3–2.6 GeV/c2

    BESIII 實驗利用正負電子對撞可以產生大量的偶素粒子,其中J/ψ 的輻射衰變被公認為是尋找新型輕強子特別是膠球的理想場所。目前實驗上已確認的質量大于2GeV的粒子非常稀少2012BESIII實驗首次在J/ψ輻射衰變中觀測到格點QCD預言的基態標量膠球質量一致的共振態X(2370)。通過更多實驗數據進一步探索該粒子的內部結構,并更廣地尋找可能的2.0GeV以上的新粒子縮小對質量大于2GeV的粒子認識的盲區,對于深入理解新型強子譜學有重要意義

    目前,BESII和BESIII實驗已在J/ψ的輻射衰變的質量譜上發現了一系列新粒子,包括X(1835)、X(2120)、X(2370)和X(2600)這一系列重要實驗結果是基于中國自主研制設備,利用中科院高能所運行的大科學裝置北京正負電子對撞機和北京譜儀,并由中國組主導完成金山教授在這一系列發現中做出主要貢獻,并因發現X(1835)新粒子獲得2013年國家自然科學二等獎(排名第一)。

    以上發現X(2600)新粒子的成果已于2022年7月19日在線發表在《物理評論快報》雜志上[Phys. Rev. Lett. 129 (2022) 042001]。


    參考文獻:

    PRL在線發表文章鏈接:

    https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.042001


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