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量子色动力学是描述强相互作用的基本理论,它的检验和发展对认识自然界强相互作用的规律具有重要意义。目前自然界已发现的强子均由两个或三个夸克组成,而量子色动力学理论允许多夸克态、混杂态和胶球等新型强子的存在(目前尚未确认它们的存在)。因此,实验上发现多夸克态、混杂态和胶球对检验和发展量子色动力学以及共振态理论具有重大意义,一直是世界上许多高能物理实验的最重要物理目标之一。
本文利用北京谱仪(BESⅡ)在北京正负电子对撞机(BEPC)上收集的5,800万J/φ数据,在J/φ→K+K-π0衰变道K+K-不变质量谱约1.5GeV处发现了一个很宽的共振结构。并用协变张量振幅分波分析方法对该阈附近的奇特增长结构作了详细的研究,从该共振态的极点位置得到了该共振结构的质量为M=1576+49-55(stat.)+98-91(syst.)MeV,宽度为Γ=818+22-23(stat.)+64-133(syst.)MeV,该衰变过程的分支比为Br(J/φ→Xπ0)·Br(X→K+K-)=(8.5±0.6(stat.)+2.7-3.6(syst.))×10-4,确定了该共振结构的JPC为1--。
由于在1.5 GeV附近1--的态粒子表中已有ρ(1450)、ρ(1700)等,另外,该1--结构的宽度明显宽于已知介子态的特征宽度(100MeV-200MeV),因此,该1--结构很有可能来源于新型强子,如四夸克态等。
另外,分波分析表明,在J/φ→K+K-π0过程中没有观测到明显的X(2075)信号(对应于J/φ→pK-(-Λ)过程观测到的p(-Λ)阈增长结构),这说明X(2075)很难用普通的K*介子来解释。本文给出了J/φ→X(2075)±K(±)→K+K-π0过程分支比的上限为Br(J/φ→X(2075)±K(±))·Br(X(2075)±→K±π0)≤1.4×10-6。
本文分波分析研究还表明,我们在K+K-π0过程只观测到了明显的K*(892),K*(1410),p(1700)和很宽的X(1550)的信号,没有观测到其它明显的共振结构。