北京谱仪III上重子激发态的寻找及性质确定

The study of baryon excited states is a important topic at BESIII. It is important to determine the propertie of the baryon exicted states and search for the "missing" baryon excited states. It will help us to enrich the baryon spectroscopy and to unstand the basic structure of the world. The possible new baryon excited states N(2060), which was found at BESII, will be studied using BESIII data sample. With the help of FDC(Feynman diagram calculation) and GPU based partial wave analysis, we can do a full partial wave analysis to determne the Spin-Parity of it. Meanwhile, we can search other baryon excited states, such as Σ* and Ξ* and so on, with new BESIII data samples. We prepare to give more accurate measurement for the known baryon excited states and try to find "missing" baryon excited states in BESIII.

重子激发态的研究是北京谱仪III上的一个重要课题，重子激发态的性质确定和"丢失"重子激发态的寻找对于丰富重子谱学，理解物质的基本结构都有重要的意义。利用北京谱仪III上获取的大量J/psi和psi(2S)的数据，利用改善的分波分析方法，我们可以对北京谱仪II上发现的新的重子激发态N(2060)做更详细的研究。我们计划将FDC(费曼图计算软件)与基于GPU的分波分析相结合，做完整的分波分析以确定其自旋宇称等性质。同时利用BESIII获取的越来越多的数据，寻找其它可能存在的重子激发态，例如Σ*和Ξ*等重子激发态。我们的目标是对已知的重子激发态给出更精确地性质测量并发现"丢失"的重子激发态。

重子激发态的性质确定和寻找“丢失”的重子激发态对于丰富重子谱学、理解物质的基本结构都有重要意义，重子激发态的研究也是北京谱仪III上的一个重要课题。北京谱仪III已经获取了超过13亿的J/psi事例和5亿的psi（3686）事例，而且从粲偶素衰变中研究重子激发态的本底相对散射实验要少得多，因此利用改善的分波分析方法，我们可以在北京谱仪III上进行详细地重子激发态的研究。本项目首先研究了重子激发态分析中的基础问题，包括质子、反质子的径迹重建效率和粒子鉴别效率，次级顶点重建，用于产生分波振幅的工具FDC优化，如何利用GPU进行重子谱的分波分析等，随后我们从psi(3686)->K Lambda Xi过程寻找Xi的激发态，观测到了Xi（1690）和Xi（1820）两个超子激发态，显著性分别是4.9 sigma和6.2 sigma，并测量了它们的质量、宽度和分支比，另外测量了具有类似末态的多个衰变道的分支比，大部分的测量是首次测量。我们还尝试从psi(3686)->Omega + X过程寻找Omega的激发态，从目前的数据没有发现Omega激发态的存在，但有十分清楚的Omega信号，我们测量了比已有结果精确地多的psi(3686)->Omega Omegabar及phi Lambda Lambdabar的分支比。我们还研究了J/psi (psi(3686)) -> p nbar pi-及其电荷共轭态过程，挑选出高统计量、极低本底的信号事例，从p pi和n pi的不变质量谱上观察到清楚的N*信号。另外我们还进行了三体衰变的唯象研究，取得了部分进展。