BESIII实验利用双矢量介子末态研究赝标量介子谱

Quantum Chromodynamics (QCD) predicts the existence of non-qqbar states such as glueball, multi-quark states and hybrid. Search for such states in experiment is the most direct and important test of QCD. J/psi radiative decay is considered to be the ideal place for looking for these non-qqbar states, and the world's largest J/psi sample collected at the BESIII detector provides a good opportunity for searching such new particles. A series 0-+ structures have been observed in different experiment, but it is difficult to find the corresponding accomodation in the light hadron spectroscopy for them. There are a lot of controversy in understanding the internal natures of these structures, espscially for the meson \eta(1760), which decays to \omega\omega final states with anomalous branch fraction, is very interested in both theory and experiment. In this project, based on 1B J/psi data collected with BESIII detector, we will study the pseudo-scalar meson in the J/psi radiative decay to di-vector meson final states. In the study, some advanced analytical techniques will be introduced and performed. The further studies and discussons on the pseudo-scalar mesons will be performed systematically combined with the pseudo-scalar states experimentally observed in three-body decay modes and the different theoretical models. This study is therefore important in understanding the constitute of 0-+ light hadron spectroscopy, glueball search and physical interaction mechanism.

量子色动力学(QCD)预言胶子球，多夸克态和混杂态等新型粒子态的存在，在实验上进行新粒子态的寻找是对QCD的最直接和重要的验证。J/psi辐射衰变被认为是寻找新粒子态的理想场所，BESIII已获取的世界上最大J/psi样本为新粒子态的寻找提供了有利的条件。目前实验上观测到的一系列0-+结构都很难在轻强子谱中找到合适的位置，对其内部结构的理解存在很大的争议，特别是\eta(1760)介子，其衰变到\omega\omega末态反常的分支比引起理论和实验上极大的兴趣。本项目将利用BESIII已获取的10亿J/psi数据，利用分波分析等先进的分析技术，在J/psi辐射衰变到双矢量末态中研究赝标量介子态。结合实验上在三体衰变模式观测到的赝标量介子态以及不同的理论模型，系统的从实验上寻找和探讨0-+介子态，对0-+轻强子谱的构成，胶球的寻找，可能的相互作用以及形成机制等都有重要的物理意义。

QCD理论预言胶子球，多夸克态和混杂态等新型粒子态的存在，一系列以“XYZ”冠名的奇特粒子已在实验中找到，实验寻找是对QCD的最直接和重要的验证。 BESIII在多个能量点获取的大数据样本为这一研究提供了有利的条件，我们也将研究重点放在了辐射衰变过程类粲夸克偶素粒子的寻找和测量，特别是BESIII在质心系能量4.009-4.6 GeV区间采集了积分亮度为5.2fb-1的事例样本，为这一研究提供了很好的实验平台。(1)e+e−→ηJ/ψ，π0J/ψ道的实验测量，观测到显著的e+e−→ηJ/ψ信号，8个能量点的η信号统计显著性大于5σ，给出相应的玻恩截面值； 对e+e−→π0J/ψ过程没有看到明显的信号，在90%置信度水平下给出了相应的玻恩截面上限估计。(2)两π介子的跃迁过程e+e−→ π+π-ψ(3686)，通过带电道（ψ(3686)→π+π-J/ψ）和中性道(ψ(3686)→neutral J/ψ)重建ψ(3686)，均观测到显著的ψ(3686)信号，测得16个能量点的产生截面，与Belle和BaBar的结果相符,精度大为提高；在截面谱上观测到两个Y态粒子，给出了它们的质量和宽度值，其中一个能量低的态是首次测量，统计显著性为5.8σ，同时在四个大统计量的实验点观测到一个带电结构（π±ψ(3686)）的存在。(3)首次测量了同位旋中性过程e+e− →π0π0ψ(3686)，给出了6个大统计量能量点的截面测量值，对其它能量点设置了90%置信度度下的玻恩截面上限值；在四个大统计量点观测到一个显著的中性结构π0ψ(3686)，与带电过程的( π±ψ(3686))一致。(4) 研究了Λc→pKK, pππ单卡比博压低过程，测得了它们相对于Λc→pKπ过程的分支比；pππ为首次测量，且pφ, pKK的精度显著提高。(5)我们也研究了单Cabibbo压低过程Λc→pπ0，pη，拟合提取了Λc→pη 的分支比，统计显著性为4.2σ；没有观测到明显的pπ0信号，在90%的置信度下设置了分支比上限。(6)此外，2014年完成了 χcJ→η’K+K- 道测量的收尾工作，论文已发表。(7)在更大数据量下完成了对a0(980)-f0(980)混合的更新研究。(8)完成了对J/ψ→γωω过程的事例筛选，MC模拟和分波分析的初步研究。