besⅲ上ψ(2s)→π2bπ-j2fψ衰变中ππ末态相互作用的实验研究

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1、南京师范大学硕士学位论文BESIII上Ã(2S)!¼+¼¡J=Ã衰变中¼¼末态相互作用的实验研究（末态）重夸克偶素的动量p0(p)，定义p0(p)=(m+m0QQ¹)v+k(k)，其中k'和k是重夸克偶素结合能的残余动量，mQ和mQ¹分别是夸克反夸克的质量，得到关于¼介子质量和残余动量k0(k)的导数展开，从而构造了包括满足手征对称的领头项和手征破缺项的有效拉氏量。在文献[10]中，作者用这样构造的拉氏量很好的拟合了Ã(2S)!¼+¼¡J=Ã衰变中的¼¼不变质量谱。在[11]中，作者考虑了S波的¼¼末态相互作

2、用，重新拟合了Ã(2S)!¼+¼¡J=Ã衰变中的¼¼不变质量谱，给出的结果是不考虑时的1=9。在上面提到的¼¼末态相互作用的因子的基础是手征幺正方法。如果考虑远小于手征对称破缺标度¤Â»1GeV下的物理，可以应用QCD的低能有效理论手征微扰论[12]。在手征微扰论中，基于夸克质量很小以及赝标介子的导数耦合的性质，可以进行以夸克质量和赝标介子的动量作为小量的展开，在动量的的每一阶O(pn)构造满足C、P、T对称以及手征对称性的洛伦兹不变的拉氏量，从而进行相关物理计算[13]。Oller和Oset在文献[4]中从

3、手征微扰论最低阶的规范手征拉氏量L2出发，得到介子-介子相互作用的有效势，构造了手征幺正方法。手征幺正方法只在圈图积分时引入了三动量截断qmax这一个参数，很好的描述了S波¼¼，KK¹，¼´和K¼散射的实验数据。基于以上的研究现状，本文将利用工作在¿-粲能区的北京正负电子对撞机II(BEPCII)/北京谱仪III(BESIII)研究重夸克偶素的¼¼衰变。希望通过恰当的考虑S波¼¼末态相互作用，更好的解释现有的重夸克偶素¼¼衰变的实验数据。第二章主要介绍BEPCII/BESIII的结构、性能以及作用；第三章介绍

4、了Ã(2S)!¼+¼¡J=Ã衰变中¼¼末态相互作用的一些理论描述；第四章介绍了BESIII上Ã(2S)!¼+¼¡J=Ã;J=Ã!e+e¡事例挑选过程；在第五章利用第三章的理论公式对¼¼的不变质量进行了拟合，给出了初步的拟合结果和误差分析；第六章将BESIII的拟合结果与BESII的结果进行了对比并简单阐述了¼¼末态相互作用对低能J=áN散射的影响；最后第七章给出了简单的总结和展望。3南京师范大学硕士学位论文BESIII上Ã(2S)!¼+¼¡J=Ã衰变中¼¼末态相互作用的实验研究第二章北京正负电子对撞机(BE

5、PCII)和北京谱仪(BESIII)介绍北京正负电子对撞机(BEPC)及其大型探测器北京谱仪(BES)，于1989年建成，1994-1996年加速器和探测器均进行了升级改造，改造后的对撞机仍为BEPC，而谱仪称为BESII。2004年BEPC和BESII停止运行，在2004年-2008年进一步升级改造，升级后的对撞机和北京谱仪分别称为BEPCII和BESIII。本章将对BEPCII和BESIII进行简单扼要的介绍，本文的工作也正是在这些设备收集的数据和实验信息以及软件提供的分析工具基础上得以开展完成的。2.1

6、北京正负电子对撞机(BEPCII)北京正负电子对撞机于1984年10月破土动工，1988年10月建成对撞成功后，亮度迅速达到设计指标，成为τ-粲能区性能居国际领先地位的对撞机。北京正负电子对撞机由五大部分构成：注入器、束流输运线、储存环、北京谱仪(BES)和同步辐射装置(BSRF)，图2-1展示了BEPC的外型和各大组成部分。注入器是一台长202m的正负电子直线加速器，正负电子束经由束流输运线注入到储存环。储存环是一台周长为240.4m的同步加速器，束流在这里积累、加速、储存、对撞，提供高能物理和同步辐射实验

7、。储存环上有两个对撞区，北京谱仪安装在南对撞区。北京同步辐射装置分布在储存环南半环东西两侧的实验厅里。BEPC的正负电子是分别注入的：先通过电子枪产生的脉冲电子束将电子加速到150MeV，然后打钨靶得到正负电子对，再将正电子经过磁压缩系统收集后由注入器加速到1.1-1.4GeV，通过输运线注入到存储环。当正电子积累到足够流强后开始注入电子，电子也被加速到同样能量后进入储存环。正负电子在注入的时候并不是连续注入的，而是按照一定的频率，比如12.5Hz或50Hz。由于正负电子束团在储存环飞行一周的时间约为800n

8、s，此时正电子束团或电子束团正好飞行到注入点，因此在任意时刻，储存环里只4南京师范大学硕士学位论文BESIII上Ã(2S)!¼+¼¡J=Ã衰变中¼¼末态相互作用的实验研究图图图2-1北京正负电子对撞机示意图有一对正负电子束团，两者运行方向相反。为避免在储存时发生对撞，在两个对撞点均配置有一台静电分离器，使得在对撞点处正负电子上下分开。当两束流团的流强达到要求时，关闭静电分离器开始对撞。BEPCII[