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对粲偶素粒子强子衰变过程的研究可以帮助我们理解其衰变机制和检验微扰QCD(pQCD)理论。历史上,为检验pQCD预言的“12%规则”和理解实验上的“ρπ疑难”,实验和理论上都做了很大的努力。自DM2和MARKⅡ实验之后,BESⅠ、BESⅡ和CLEO在这一领域进行了系统的研究,到目前为止,由于实验数据统计量的限制,强子衰变的测量精度普遍较差,某些分析还无法进行。BESⅢ实验近年来获取的大样本数据为开展这方面的进一步研究提供了机遇。
本文利用在改进后的北京正负电子对撞机(BEPCⅡ)上新型探测器一BESⅢ采集的106 Mψ’数据,使用分波分析(PWA)的方法,对ψ’衰变到π0K+K-和ηK+K-的末态过程进行了研究,精确测量了ψ’到K*(892)±K()、K*2(1430)±K()、π0K+K-(单举)、π0φ,ηK+K-(排除ηφ)和ηφ过程的分支比:Br(ψ’→π0K+K-)=(4.07±0.16±0.19)×10-5,Br(ψ’→K*(892)±K())=(3.18±0.30+0.26-0.31)×10-5,Br(ψ’→K*2(1430)±K())=(7.09±0.62+1.13-0.61)×10-5,Br(ψ’→ηK+K-)=(3.08±0.29±0.25)×10-5,Br(ψ’→ηφ)=(3.14±0.23±0.23)×10-5,Br(ψ’→π0φ)<0.058×10-5。其中,ψ’到张量-赝标量(TP)介子对的衰变模式(K*2(1430)±K())为首次观测结果,其它衰变模式的测量精度比以前的实验结果有了很大的提高。
另外,本文还利用BESⅢ在e+e-质心系能量√s=3.773 GeV处获取的积分亮度£=2.9 fb-1的数据,对e+e-→π0K+K-过程进行了初步的分波分析研究,发现在K+K-的不变质量谱的低端存在一个宽结构,其质量、宽度为:Mx=(1.632±0.014)GeV,τx=(542±40)MeV,这一结果与BESⅡ在J/ψ→π0K+K-的K+K-不变质量谱中发现的结果类似。分析给出了以下过程的观测截面(误差仅代表统计误差):σ(e+e-→π0X→π0K+K-)@3.773 GeV=(4.2±0.2)pb,σ(e+e-→K*(892)+K-+c.c.)@3.773 GeV=(0.484±0.12)pb,σ(e+e-→K*2(1430)+K-+c.c.)@3.773 GeV=(15.2±0.6)pb。