【作者】 俞玲；

【导师】 刘峰； 苑长征；

【作者基本信息】 华中师范大学 ， 粒子物理与原子核物理， 2010， 硕士

【摘要】 粲偶素是由一对正反粲夸克通过强相互作用组成的束缚态。1974年,实验上观测到了第一个粲偶素家族的粒子J/Ψ,紧接着一系列的粲偶素成员相继被实验发现。Ψ(2S)是DD质量阀以下最重的粲偶素态,它可以辐射衰变到电荷宇称为正的粲偶素态,如ηc(2S),χcJ(J=1,2)以及ηc(1S)。但至今人们尚未在实验上观测到Ψ(2S)→γηc(2S)辐射跃迁。这方面最近的研究来自CLEO-c实验,他们没有观测到显著的信号,只确定了砂(2S)→γη。(2S)跃迁产额的上限。BESⅢ探测器采集了106M的Ψ(2S)数据,它是目前为止世界上统计量最大的砂(2S)数据样本,大约是CLEO-c数据量的四倍。我们利用这个样本尝试寻找了Ψ(2S)到ηc(2S)的辐射跃迁,其中ηc(2S)共振态通过ΚSOΚ+π-+c.c.(ΚSOπ+π-)的强子末态重建。结果,我们观测到一个显著性为4.5a的信号,质量3636.0±2.0±0.7Me/c2,宽度7±7±3MeV,联合分支比为B(Ψ(2S)→γηc(2S))×B(ηc(2S)→ΚSOΚ+π-+c.c.)=(2.68±0.89±0.24)×10-6,测量结果中的第项误差均是统计误差,第二项都是系统误差。利用BaBar测量结果B(ηc(2S)ΚΚπ)=(1.9±0.4±1.1)%,我们抽取到分支比B(Ψ(2S)→γηc(2S))=(4.23±1.66±2.48)×10-4。本文的观测结果是Ψ(2S)→γηc(2S)电磁偶极距跃迁的首个有力实验证据,我们测量到的ηc(2S)的质量和宽度与之前实验的测量结果符合,跃迁率的测量结果也与理论模型计算结果一致。更多还原

【Abstract】 Charmonium is a bound state of a charm quark and an anti-charm quark by strong interaction.The first member of this family,J/Ψ,was first observed in 1974. Subsequently,a series of charmonium states were discovered.Ψ(2S)is the heaviest charmonium state below the DD mass threshold:it can decay radiatively into charge-parity even charmnonia,such asηc(2S),χcJ(J=0,1,2),andηc(1S). So far,the radiative transitionΨ(2s)→γηc(2s)is still not observed.The lastest study on this transition is form the CLEO-c experiment,with no significant signal observed,the bounds of the production rates are determined.We search forΨ(2S)→γηc(2S)using the largestΨ(2S)data sample(106MΨ(2S)decays)collected with the BESⅢdetector.this sample is 4 times of the CLEO-c data sample.ηc(2S)is reconstrcuted withΚS0Κ+π-+c.c. final state,withΚS0 decays intoπ+π-. A 4.5σsignal is observed with the mass of 3636.0±2.0±0.7 McV/c2,width of 7±7±3 McV,and a product branching fraction ofΒ(Ψ(2S)→γηc(2S))×Β(ηc(2S)→ΚS0Κ+π-+c.c.)=(2.68±0.89±0.24)×10-6,with the first errors statistical and the second ones systematic.Taking the BaBar measurement ofΒ(ηc(2s)→ΚΚπ)=(1.9±0.4±1.1)%,we extractΒ(Ψ(2S)→γηc(2S)) (4.23±1.66±2.48)×10-4.This is the first strong evidence for the M1 transitionΨ(2S)→γηc(2S),the measurements of mass and width agree with previous experiments,and the transition rate is in agreement with theoretical model calculations.更多还原