2017年高能新聞
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Zc(3900)的自旋和宇稱量子數(shù)確立
文章來源:實驗物理中心  2017-08-18
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  8月16日,北京譜儀III(BESIII)實驗國際合作組關(guān)于Zc(3900)的自旋和宇稱量子數(shù)測量的文章發(fā)表在《物理評論快報》(Physical Review Letters)上,并被《物理》(Physics)雜志編輯作為特色研究論文推介。 

  在這篇題為“完善四夸克態(tài)檔案”(Filling in a Tetraquark’s Profile)的推介文章中,編輯寫道:“對正負電子對撞數(shù)據(jù)的分析確定了含四夸克粒子的自旋和宇稱。

  近幾年,物理學家相繼發(fā)現(xiàn)了幾個粒子,最好的解釋是它們是含有四個夸克,而不是通常由兩個或三個夸克組成的強子。Zc(3900)粒子是最早發(fā)現(xiàn)的‘四夸克態(tài)’強子之一,其質(zhì)量為3900 MeV/c2 (參見BESIII合作組文章:Phys. Rev. Lett. 110, 252001 (2013))。 盡管Zc(3900)粒子似乎由兩個粲夸克加上一個上夸克和一個下夸克組成,但圍繞這個粒子仍有許多不解之謎。為了加深對它的認識,BESIII合作組利用北京電子正電子對撞數(shù)據(jù),測量了Zc(3900)的兩個重要量子數(shù)——自旋和宇稱。

  2013年,BESIII合作組首先報道了Zc(3900)粒子,日本的Belle合作組實驗幾乎同時報道了獨立測量結(jié)果。這兩組實驗都是在正負電子對撞機上通過末態(tài)為J/Ψ介子和兩個π介子的過程中觀測的。隨后,BESIII合作組又在末態(tài)為兩個粲介子的過程中觀測到了質(zhì)量為3885 MeV/c2 的四夸克態(tài)粒子Zc(3885) (參見BESIII合作組文章:Phys. Rev. Lett. 112, 022001 (2014))。

  這兩個粒子的質(zhì)量差別很小,它們是同一個粒子嗎?要回答這個問題,方法之一就是比較這兩個粒子的自旋和宇稱量子數(shù)。BESIII合作組利用挑選出來的6000多個事例,在Zc(3900)粒子取各種自旋-宇稱量子數(shù)的情況下,通過分波分析的方法擬合數(shù)據(jù)。結(jié)果表明在自旋-宇稱JP=1+的情況下,與數(shù)據(jù)達到最佳匹配。這個結(jié)果與Zc(3885)粒子的自旋-宇稱是一致的,支持這兩個結(jié)構(gòu)是同一個態(tài)的結(jié)論。

  2013年3月26日,BESIII實驗國際合作組宣布發(fā)現(xiàn)了一個新的共振結(jié)構(gòu)Zc(3900),這一發(fā)現(xiàn)引起了國際高能物理界廣泛關(guān)注,目前文章引用已超過500次。雖然理論上對它的屬性仍沒達成一致,但它很可能是科學家們長期尋找的一種奇特強子態(tài)。在北京正負電子對撞機的協(xié)助下,北京譜儀III在4GeV以上采集了更多的實驗數(shù)據(jù),關(guān)于這個粒子更多的研究仍在進行中。

Zc(3900)粒子


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