BESIII上双光子过程中赝标量介子的研究

Photon-photon collisions provide a comprehensive laboratory for testing the fundamental coupling and dynamics of the standard model and beyond. The recent Babar measurement of the gamma-gamma-pion (eta,eta'') transition form factors have triggered new insight into the structure of meson. The two-photon transition form factors of the pseudoscalar mesons (such as the electrically neutral pion, eta, eta'' and so on) have received a great attention lately both from the experimental and the theoretical side. Hadron production from two-photon annihilation plays an important role in unraveling the perturbative and non-perturbative structure of QCD, first by testing the validity and empirical applicability of factorization theorems, second by verifying the scaling laws of perturbative QCD, and third by measurements of angular distributions and ratios which are sensitive to the shape of the distribution amplitudes. The combination of the high luminosity of the BEPCII accelerator together with the excellent BESIII detector performace offers opportunities for precision measurements of hadron production by two photons. In the two-photon invariant mass region accessible at the BESIII, the transition form factors of the pion, eta and eta'' mesons will be measured in BESIII experiment with high statistics.

光子光子碰撞过程为检验标准模型及新物理中的基本耦合和相互作用提供了很好的实验场所，最近Babar关于gamma-gamma-pion (eta,eta'')形状因子的结果引起了人们对强子结构研究的新热潮，实验和理论都对赝标量介子（例如电中性的pion, eta, eta''等）跃迁到双光子的形状因子非常关注。双光子湮灭后转变为强子的过程对于理解QCD中微扰和非微扰的贡献非常重要，可以用来检验因子化定理的适用性和微扰QCD预言的标度行为，通过角分布和分支比来检验强子的分布振幅形式等。加速器BEPCII的亮度很高，BESIII探测器有良好粒子鉴别，这为精确测量强子的双光子过程提供了良机。我们将利用BESIII高统计量的数据，对双光子跃迁到赝标量介子pion, eta, eta''的形状因子开展研究。

基于BESIII收集的13亿J/psi数据，利用J/psi -> gamma eta', gamma eta, pi+ pi- pi0等过程可以得到大量的eta', eta, pi0事例，从而可以对赝标量介子eta', eta, pi0的性质进行研究。我们利用eta' -> 4pi和eta' -> 3pi过程，对强子之间低能相互作用机制进行了研究，在国际上首次给出了eta' -> 4pi过程分支比的测量结果，给出了eta' -> 3pi0过程Dalitz图分布参数的精确测量结果；利用eta' -> V gamma和eta' -> V e+e-过程分析了eta' -> V跃迁形状因子及其随e+e-不变质量的变化；利用eta -> gamma pi+ pi-过程研究了衰变振幅中三点和四点相互作用的贡献，以及eta-rho-gamma耦合随pi+pi-不变质量的变化；利用J/psi -> omega eta, eta -> gamma gamma以及J/psi -> eta e+ e-过程来研究了J/psi -> eta跃迁形状因子及其随e+e-不变质量的变化；利用J/psi -> pi+ pi- pi0, pi0 -> gamma e+ e-过程研究了pi0介子的电磁形状因子及其随e+e-不变质量的变化；利用J/psi -> PV过程对赝标量介子eta'-eta混合问题进行的分析；利用BESIII主漂室中漂移时间和距离关系进行了径迹刻度的研究；分析了BESIII上研究奇异夸克偶素的前景；开展了D介子和J/psi弱衰变的研究。此外我们还根据未来B物理的进展，开展了B介子和upsilon弱衰变的分析，这些工作为实验分析提供了参考。. 我们圆满地完成了拟定的研究计划！