发现ZC（3900）--一个带电类粲偶素共振结构*

北京谱仪(BESⅢ)实验和Belle实验利用两种不同的方法对e+e-→p+p-J/y过程进行了研究。在p±J/y系统中,同时观测到了一个新的带电类粲偶素结构--ZC(3900)。ZC(3900)耦合到粲偶素末态,因此其内部夸克组分应该含有正反粲夸克;同时它还带有电荷,故不可能仅由正反粲夸克组成。ZC(3900)共振态中最少含有4个夸克,极有可能是一个奇特态强子。     

Belle实验观测到新类粲偶素结构

利用在Υ(nS)(n=1,2,4,5)共振态及其附近采集的大量数据,Belle实验测量了末态中含两个矢量粒子的双光子过程γγ→J/ψ和ωJ/ψ.在这两个过程中,发现了两个窄共振结构X(4350)和X(3915).这两个新结构的性质目前尚不清楚,可能是普通粲偶素粒子,也可能是含一对粲夸克和一对轻夸克的四夸克态,或含一对粲夸克和一个激发胶子的混杂态,或是由其他未知的动力学原因造成的奇特结构.Belle同时发现在γγ→J/ψ过程中,不存在显著的Y(4140)的信号,实验结果与将Y(4140)解释为四夸克态的部分理论预期有较大差异.     

粲夸克偶素强衰变之谜

北京正负电子对撞机的最新实验研究结果在高灵敏度水平上展出了粲夸克偶素物理中的强衰变之谜，新反常衰变道的发现突破了这个谜的原有图像，对理论提出了新的挑战。     

在B介子衰变中找到了下落不明的粲偶素

日本ＫＥＫＢ正负电子对撞机上的Ｂｅｌｌｅ国际合作组首次在Ｂ介子强衰变中观察到了长期下落不明的粲偶素 ηｃ(2Ｓ)粒子 .粲偶素是正反粲夸克成对组成的一类介子 .重夸克势模型很早预言了这类粒子不同能态的所有成员 :在相应于质心系能量 3 73ＧｅＶ的粲阈以下 ,具有径向量子数ｎ =1及 2的成员应有 8名 ,实验观察到了其中 6名成员———ηｃ,Ｊ ψ ,ψ(2Ｓ) ,χｃ0 ,χｃ1 及χｃ2 粒子 ;另外两名成员一直下落不明 ,ηｃ(2Ｓ)粒子就是其中之一 .美国ＳＰＥＡＲ正负电子对撞机上的晶体球实验组曾于 1982年在 ψ(2Ｓ)的单举光子谱中观察到一…     

粲夸克偶素物理实验研究新结果

北京谱仪合作组利用其在北京正负电子对撞机上采集的ψ（2S）大数据样本,通过ψ（2S）的辐射跃迁及强子跃迁过程,开展了粲偶素物理的广泛研究。测量了xc0、xcl、xc2、ηc和J／ψ粒子有有关性质,寻找了ηc(2s)和hc(1P)粒子。因一系列重要结果中有：xc0粒子的宽度与质量、ηc粒子的质量、J／ψ的轻子衰变分支比的精确测量结果以及xc0、xcl、xc2的许多衰变道的首次测量结果。     

Ψ(2S)粒子及粲夸克偶素物理实验研究——2001年度国家自然科学奖获奖项目介绍

文章介绍2001年度国家自然科学奖二等奖获奖成果，在北京正负电子对撞机上采集了Ψ（2S）粒子大数据样本，开展了粲偶素物理的广泛研究：完成了6个粲偶素涉及质量，宽度和衰变化支比等大批重要参数的首次测量或高精度测量；通过对Ψ（2S）和J／Ψ强衰变性质的比较研究，观察到一系列反常现象，挑战现有理论图像。该项研究成果对量子色动力学的检验与发展具有重要意义，为我国粲偶素物理实验研究的继续发展并保持先进水平奠定坚实基础。     

粲夸克偶素强衰变中新的反常表现

北京谱仪合作组利用其在北京正负电子对撞机上采集的３７９万ψ（２Ｓ）数据研究了ψ（２Ｓ）新的强衰变过程．在末态为矢量·张量介子对ωｆ２,ρａ２,Ｋ０Ｋ０２及ｆ′２（１５２５）的衰变过程中观察到ψ（２Ｓ）相对于Ｊ／ψ分支比的比值显著偏离理论预期值的反常表现     

新的粲素粒子

<正>两个粒子物理实验室的物理学家们独立地发现了一种新的神秘强子的证据。这种名为Zc(3900)的粒子,好像是一种"带电的粲素",是由以前所未见的一种方式组合起来的夸克组成的。对Zc(3900)粒子的进一步研究可能提供关于将夸克束缚在强子内的强力的信息。粲素是重介子,含有一个粲夸克和一个反粲夸克。由于是复合粒子,因而可以处于几种不同的能态。其中最著名的就是其第一激发态,称为J/Ψ粒     

关于几个粲偶素的实验证明

《物理》编辑部：《物理》2004年第11期第826—831页《J/ψ粒子是由粲夸克和反粲夸克组成的束缚态的实验证明》一文（以下简称《J／ψ粒子》文）中存在多处错误及不够准确的地方，其中与文章主题直接相关的一些内容，即涉及J／ψ粒子家族3个成员——ηc（2S），hc（1P）及ηc（1S）态发现的叙述，更是与实际情况严重不符，需即予更正并及时提请读者注意。     

关于ψ(3770)的电偶极跃迁

本文采用一种以QCD为基础的势模型,计算了cc态的各种E1跃迁宽度.结果表明相对论修正效应相当重要.所得ψ(2s)→γχ_cJ和χ_cJ→γψ(1S)(J=0,1,2)的跃迁宽度与实验符合,但ψ(3770)→γχ_cJ跃迁宽度要比MarkⅢ实验组的新近结果小2倍左右.改善理论结果的一个可能性是考虑2³S₁—1³D1混合的效应.     

对北京谱仪上新观测态的一个理论解释

最近, 北京谱仪在J/ψ的辐射衰变中发现, 在正反质子的阈附近有反常增强, 即可能存在共振态X(1860)和X(1835). 针对这一发现, 提出了新粒子的三胶子胶球态解释方案, 并且应用QCD求和规则计算了此胶球态的质量. 考虑到理论上的不确定因素, 计算结果表明该胶球态的质量峰位于1.9GeV到2.7GeV之间. 事实上, 北京谱仪发现的新共振态的确表现出了一些三胶子态的行为. 结论是, 此新粒子很有可能是重子偶素和胶球态的混合态.     

强电场对夸克胶子等离子体中粲夸克偶素演化的影响(英文)

在极端相对论重离子碰撞中,高速运动的重离子会产生很强的电场。在碰撞的早期电场强度大小在eE~m_π2的量级。在夸克胶子等离子体中,强电场将会对粲夸克偶素的演化产生巨大的影响。我们用含时薛定谔方程计算夸克胶子等离子体中由高速运动电荷所产生强电场对重夸克偶素演化的影响。此电场可以导致不同角动量态之间的跃迁。为了研究此效应,比较了有电场和无电场情况下J/ψ、ψ'以及χ_c的产额。计算结果表明,在碰撞早期电场会导致J/ψ解离;同时,χ_c也由电场导致的J/ψ的跃迁而产生。     

BES和CLEOc强子谱和粲偶素衰变研究

回顾了近期BES和CLEOc利用正负电子对撞机采集的J/ψ, ψ′和ψ′′数据得到的强子谱与粲偶素衰变方面的部分研究结果. 重点分析了对于轻标量粒子的实验研究, 包括利用J/ψ的辐射衰变和强衰变, ψ′的强衰变和χ_c的强衰变得到的结果, 并对有关粒子的性质进行了评述, 对用以获得这些信息的实验方法作了评论, 提出了改进的建议; 还重点总结了矢量粲偶素粒子衰变“ρπ疑难”相关的实验和理论研究成果, 并对进一步的实验和理论研究提出了建议. 这些结果对于理解量子色动力学在低能区的应用有很大帮助.     

关于J/ψ辐射衰变产生胶球态的另一种机制

基于粲夸克偶素J/ψ质量大而寿命长的特征的物理内涵和对胶球态产生条件的理解,提出了J/ψ→Gb+γ过程产生胶球态的另一种机制,即认为胶球态Gb来自J/ψ中的组分粲夸克对c_con.(c_con.)分别转变为流粲夸克对c_{cur.(ccur.)时所发射的色八重态胶团对的融合,而余下的流粲夸克对再湮没为光子γ.通过用此模型的计算,讨论了ΓJ/ψ→Gb+γ与有关参数值的关系,并与J/ψ辐射衰变中通过两个末态胶子的强子化产生胶球的机制作出了对比.}     

ηc和χc强衰变的有限顶角修正及αs(mc)的确定

计算了ηc 和 χc 两胶子衰变宽度的有限顶角展开的修正 .通过数值计算 ,得到ηc,χc0 和 χc2 的零程近似的修正因子分别为 :γ =1 .3 2 ,1 .45和 1 .2 6,利用衰变宽度Γ( ηc→ 2g)抽出强耦合参数αs(mc) =0 .2 8± 0 .0 5,这个值与Γ(J/ ψ→ 3g)强衰变的顶角修正得到的结果一致 .而Γ( ηc→ 2g)的有限顶角修正没有Γ(J/ ψ→ 3g)大 .     

粲夸克偶素P波态χc0宽度测量

利用北京谱仪在北京正负电子对撞机上采集的350万(2S)事例,通过ψ(2S)→γπ⁺π^－和γK⁺K^－反应道测量了χ_c0的总宽度.由Monte Carlo模拟给出的质量分辨函数,利用拟合χ_c2谱形得到的质量分辨作标定后,用于χ_c0宽度的拟合,得到χ_c0的宽度为(15.0)MeV.同时定出了χ_cJ(J=0,2)到π⁺π^－+K^－的衰变分支比.结果为B(χ_c0→π⁺π^－)=(4.27±0.23±0.60)×10^－3,B(χ_c0→K⁺K^－)=(3.44±0.21±0.47)×10^－3,B(χ_c2→π⁺π^－)=(1.52±0.17±0.29)×10^－3 和 B(χ_c2→K⁺K^－)=(5.2±1.1±1.8)×10^－4,其中第一项误差为统计误差,第二项为系统误差.     

重夸克偶素的强子跃迁理论

我们知道宏观物体是由分子、原子组成的.原子是由电子和原子核组成的.原子核又是由原子和中子组成的.人们对物质徽观结构和微观运动基本规律的不断深入的研究,推动着物理学不断向前发展.近代粒子物理(又称高能物理)的研究,发现质子、中子和与它们相似的超子等(统称为重子)以及与它们有强相互作用的介子(介子和重子统称为强子)还有更深一层的内部结构.它们是由一种称为夸克的更基本的粒子所组成的.已经知道的夸克有以下几种: u c t(所带电荷为质子电荷的2/3), d s b(所带电荷为质子电荷的-1/3),其中u,d,s,b等夸克的存在已有明确的实验根据,t…     

核物质中粲偶素粒子的形成与压低

用微扰方法系统求解了cc各态之间的耦合Schroedinger方程,讨论了粲粒子的形成时间和核吸收的关联. 通过计算J/ψ及ψ′在不同核子-核过程中的压低并与实验结果比较,发现形成时间对J/ψ,特别是ψ′的核吸收过程有重要的影响     

J/ψ→重子+反重子衰变的HOWL产生子的效率修正

发展了一种基于跃迁振幅信息的Monte-Carlo产生子来研究纯相空间产生子(HOWL)的效率修正. 对,J/ψ→pp, ΛΛ, pX衰变作了Monte-Carlo模拟,结果表明, 这种产生子能够很好地实现末态粒子的角分布. 与HOWL产生子比较, 发现末态粒子的角分布会对效率产生很大的修正. 所以, 对于长链的级联衰变, 推荐这种基于跃迁振幅信息的产生子.     

粲夸克对在质子-原子核碰撞J/ψ 产生过程中的能量损失

高能重离子碰撞热核环境中J/ψ产额的压低被认为是夸克胶子等离子体生成的重要信号。研究冷核物质中各种核效应对J/ψ 形成过程的影响,是准确理解热核环境中核效应对J/ψ产额压低机制的重要途径。研究了质子-原子核碰撞J/ψ 产生过程中初态部分子分布函数的核效应、入射质子的能量损失效应、以及末态粲夸克对能量损失效应对J/ψ 粒子产额的压低作用,对质子-原子核碰撞J/ψ产生过程的微分截面比R_Fe/Be(xF)进行了领头阶的唯象分析,并与E866 实验数据中代表J/ψ粒子在靶核外产生的实验数据进行比较,获取了粲夸克对的能量损失值(3.81±1.71) GeV/fm。研究结果表明,部分子分布函数的核效应对截面比RFe=Be(xF) 的压低作用在xF > 0区域是随着xF 的增大而增大的;末态粲夸克对的能量损失效应是影响J= 粒子产额压低的重要核效应;当xF较大时(0:65≤xF≤0.92),初态入射质子的能量损失效应在对微分截面比R_Fe/Be(xF)的压低中起了主要作用。J/ψ suppression observed in hot nuclear matter from heavy-ion collisions is considered as a most reliable signature for the formation of Quark-Gluon Plasma. The study about the nuclear effects on J/ψ production in cold nuclear matter provides an important tool for clarifying the conventional nuclear suppression mechanism in heavy-ion collisions. J/ψ suppression in p-A collisions is studied by considering the nuclear effects on parton distribution, the energy loss of beam proton in initial state, and the finial state energy loss of c¯c pair.The leading-order computations for J/ψ production cross-section ratios RFe=Be(xF) are presented and compared with the selected E866 experimental data with the J/ψ production occurring outside the nucleus, the obtained energy loss of the color octet is (3.81±1.71) GeV/fm. It is found that the nuclear suppression from the nuclear effects on the parton distribution functions becomes larger as the increase of xF in the range xF > 0,the J/ψ suppression on R_Fe/Be(xF) induced by the energy loss of color octet c¯c is an important nuclear effect, in the region 0:656xF 60:92, the energy loss of beam proton in initial state is the dominant mechanism which causes a reduction of the J/ψ yield.