BESIII实验首次观测到含奇异夸克的矢量奇特强子态
时间 : 2022-11-04     

最近,北京谱仪-III(BESIII)实验在  过程的产生截面分布上观察到一个新的矢量粒子Y(4500),研究成果作为封面故事发表在《中国物理C》[Chinese. Phys. C 46, 111002 (2022)]上。

根据粒子物理标准模型,组成物质世界的基本粒子有夸克、轻子等。除了“传统”强子(两个夸克组成的介子、三个夸克组成的重子)之外,还可能存在由四夸克、五夸克或者纯胶子成分等组成的“奇特”强子。之前在BESIII上发现的   是四夸克态的有力候选者,预期它由轻的上、下夸克与重的粲夸克组成。在实验上继续寻找新的、含有奇异夸克的奇特强子态,对于验证和发展理论模型起到非常重要的作用,是粒子物理界的前沿和热点问题。

BESIII合作组利用4.13到4.6 GeV能区的28个数据样本,对  过程的产生截面进行了测量。考虑到不同共振态干涉效应,在统计显著性超过5倍标准偏差下首次观察到矢量粒子Y(4500),其质量和宽度被测量为   和   。由于其既不符合R值测量的峰状结构也不在夸克模型预言的粲偶素能谱中,因此,很有可能是实验上观察到的第一个含奇异夸克的矢量奇特强子态。

此外,在截面分布中还观察到   的衰变,这说明Y(4230)的夸克组分中可能含有不可忽视的奇异夸克成分。此研究也将有助于我们对Y(4230)性质的理解。

Y(4500)的发现将为理解奇特强子态提供新的洞见,并有助于进一步认识强相互作用以及物质世界的构成。这一工作主要由高能所实验物理中心的张景芝研究员与朱凯副研究员共同指导硕士研究生余刚完成。

文章原文链接:https://dx.doi.org/10.1088/1674-1137/ac945c

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  图1 误差棒是数据,红色实线是总的拟合曲线,蓝色与绿色虚线分别对应矢量奇特强子态Y(4230) 与 Y(4500)。

  

  图2 《中国物理C》2022年第11期封面