3月3日,《物理評(píng)論快報(bào)》(Physical Review Letters,第118卷第9期)刊載了北京譜儀III(BESIII)實(shí)驗(yàn)兩篇文章,報(bào)道了在類粲偶素(也稱XYZ粒子)研究上的最新發(fā)現(xiàn)。
利用在北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)上采集的9 fb-1數(shù)據(jù),BESIII實(shí)驗(yàn)對(duì)的截面進(jìn)行了精確測(cè)量,發(fā)現(xiàn)在兩個(gè)過(guò)程中分別存在兩個(gè)共振結(jié)構(gòu)。兩個(gè)反應(yīng)過(guò)程中的第一個(gè)共振結(jié)構(gòu)均位于4.22 GeV附近,稱為Y(4220),第二個(gè)共振結(jié)構(gòu)分別位于4.32 GeV(稱為Y(4320))以及4.39 GeV(稱為Y(4390))附近。它們都是矢量粒子,但質(zhì)量和寬度跟目前所知的矢量粲偶素和類粲偶素都有顯著不同(見(jiàn)下圖)。
由于目前在4-4.6 GeV之間發(fā)現(xiàn)的矢量粒子多于理論預(yù)言的矢量粲偶素,而且是諸多可能的含粲夸克對(duì)的奇特強(qiáng)子態(tài)的質(zhì)量范圍,關(guān)于它們本質(zhì)的理論解釋有夸克膠子混雜態(tài)、四夸克態(tài)、強(qiáng)子分子態(tài)、強(qiáng)子粲偶素態(tài)等。BESIII實(shí)驗(yàn)的測(cè)量結(jié)果為理解這些結(jié)構(gòu)的性質(zhì)提供了重要數(shù)據(jù),上述理論解釋正確與否都要重新進(jìn)行審視。
這些測(cè)量所用的數(shù)據(jù)是BESIII于2013年至2015年兩年間采集的,BESIII在同一批數(shù)據(jù)中還發(fā)現(xiàn)了帶電類粲偶素Zc(3900)和Zc(4020)以及X(3823)等。由于其巨大的物理發(fā)現(xiàn)潛力,BESIII實(shí)驗(yàn)本運(yùn)行年度繼續(xù)在該能區(qū)采集數(shù)據(jù),作為在3.8-4.6 GeV 能量區(qū)間內(nèi)以10 MeV為步長(zhǎng)、每個(gè)能量點(diǎn)積分亮度為0.5 fb-1的高亮度掃描取數(shù)計(jì)劃的一部分?;谶@批數(shù)據(jù),BESIII實(shí)驗(yàn)將進(jìn)一步深入對(duì)奇特強(qiáng)子態(tài)的研究,從而最終解開(kāi)奇特態(tài)粒子內(nèi)部結(jié)構(gòu)之謎。
BESIII在過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的,用紅點(diǎn)和空心圓點(diǎn)表示的共振結(jié)構(gòu)與已知粲偶素與類粲偶素共振參數(shù)的比較
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