BESIII上2-3GeV能区重子结构和phi(2170)实验研究

The electromagnetic form factor describes internal structure of baryons, and has information on baryon’s spatial and magnetization distributions. One could use it to test theory predictions by perturbative and non-perturbative of Quantum Chromo dynamics (QCD). Using R scan data by BESIII Collaboration at 2015, we systematically study cross section of pair of baryon, and its energy dependence, measure timelike baryon form factors especially near thresholds. The study of meson decay and its resonance parameters could test theory models based on QCD. We measure lineshape of some exclusive decay modes, extract information of phi(2170) and rho(2150), and provide experimental data with better precision to check theory models on phi(2170) and rho(2150). Based on lineshapes for some exclusive decay modes, we also search for new resonances or structures.

重子的电磁形状因子描述重子中电荷和磁矩的空间分布，通过测量电磁形状因子可以对基于量子色动力学QCD的微扰和非微扰理论进行精确检验。根据BESIII合作组采集2015年R值扫描数据，系统测量重子对产生截面谱，研究阈值行为和提取重子电磁形状因子，并检验相关理论模型。通过对强子态的共振参数和衰变性质的系统和精确测量，为QCD理论在非微扰能区的检验和发展起重要的作用。通过分波分析等方法系统测量各种遍举过程的产生截面谱，拟合产生截面谱的共振态phi(2170)和rho(2150)的共振参数和衰变宽度，为检验phi(2170)和rho(2150)的不同理论模型提供精度较高的实验数据。在各种遍举过程的产生截面谱上寻找可能的新粒子或新结构。

重子电磁形状因子是描述重子电荷和磁荷分布的重要物理量。特别是核子(质子和中子)是自然界一切可见物质的主要组分，研究核子内部结构和性质对理解物质世界质量起源具有十分重要意义。根据BESIII合作组采集2.00-3.08GeV数据，系统研究自旋为1/2的八重态重子对产生截面谱，电磁形状因子及其比值和有效形状因子。研究质子对和中子对过程，得到了类时空间质子电磁形状因子最精确的结果，解决了长期以来质子的BaBar数据和PS170数据不一致问题，长达二十余年的光子-核子耦合反常之谜。质子和中子有效形状因子存在振荡行为，且有相移。比较不同电荷sigma数据验证味夸克电荷理论计算；通过sigma0和lambda有效形状因子讨论重子”diquark model”。..强子衰变实验研究为理解量子色动力学非微扰性质提供重要信息，从而提高我们对强相互作用性质的认识。矢量介子phi(2170)可能是奇异偶素或含奇异夸克的新型强子态，但是phi(2170)实验数据缺乏。根据2.00-3.08GeV数据，采用能量扫描和分波分析研究e+e- -> K+ K- pi0 pi0, phi eta/eta’(958)等过程产生截面谱，测量共振态质量和宽度，轻子宽度和分支比乘积等物理量。测量phi(2170)质量和宽度，粒子物理手册(PDG)2022采用BESIII发表的phi(2170)数据做世界平均值。实验数据和phi(2170)的奇异偶素2D/3S态，混杂态等理论计算做比较。为理解phi(2170)物理本质提供关键性数据。精确测量奇异偶素轴矢量介子h1(1380)共振参数，发现奇异偶素新粒子-轴矢量介子h1(1850)和phi(1D)态。..2.0-2.4GeV区间存在多个rho/omega激发态，但实验数据缺乏，大部分是PDG 2022的”further states”。在pi+ pi- eta/eta’(958) 观测到rho (2000)或rho (2150)，pi+ pi- eta产生截面系比BaBar系统偏高。omega pi0 pi0和omega pi+pi-存在omega激发态，但共振参数误差偏大。通过分波分析研究pi+ pi- pi0，产生截面比BaBar数据系统偏高，PHOKHA不能描叙实验数据，中间两体成分rho pi产生截面谱存在共振态。实验数据被用于检验相关理论模型计算。