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北京正负电子对撞机和北京谱仪,自1989年建成以来,在2GeV-5GeV这一能区已经成功运行了12年,取得了重要的物理成果。为了取得为获取更大的数据样本和更好的数据质量,北京正负电子对撞机/北京谱仪于2003年-2008年进行升级改造。它的升级后的对撞机和谱仪分别命名为BEPCⅡ/BESⅢ。BEPCⅡ为双环、多束团对撞机,其亮度将较BEPC提高约100倍,实验事例率和数据量都将大大增加。
XcJ衰变被认为是检测QCD理论的理想的实验室。在QCD理论领头阶级别上,XcJ的轻强子衰变过程是通过c(?)夸克对湮灭为两个胶子,然后强子化为轻强子。然而,XcJ的轻强子衰变的理论计算值小于实验测量值。最近,有人认为这归结于色八重态的贡献。一些关于XcJ衰变为赝标介子对的计算证明了色八重态机制引起了相应可比较的分支比。
至于xcJ→W(V:矢量介子,J=0,2),QCD理论仍然不能够很好的解释它们有分支比的现象。例如,xcJ→∞∞,φφ(J=0,2)是被螺旋形选择定则严格禁戒的,然而,BESⅡ的测量结果表明xcJ的上述衰变模式有比较大的分支比:Br(xcJ→∞ω)=(2.3±0.7)×10-3,Br(xcJ→φφ)=(9.3±2.0)×10-4。
对于xcl→∞∞,φφ,依据全同性粒子对称性要求它们是被高度压低的。如果认为ωω,φφ是全同性粒子,轨道角动量的D波是允许x。l→∞∞,φφ发生的。对于xcJ→∞φ,它是被双0ZI机制压低的衰变,在以前从来没有在实验中观测到。
在本论文中,基于在BESⅢ收集到的大数据样本ψ(2S),我们观测到了清晰地xcl→∞∞,φφ信号,并且首次观测到了xc0→ωφ的信号。与此同时,我们也确认了在BESⅡ上观测到的衰变道xc0,2→ωω,φφ。测量的分支比结果如下所示:
◆Br(xc0→ωω)=(11.3±0.4(stat.)±1.1(syst.))×10-4
◆Br(xc1→ωω)=(6.2±0.3(stat.)±0.6(syst.))×10-4
◆Br(xc2-∞ω)=(8.4±0.3(stat.)±0.7(syst.))×10-4
◆Br(xc0→φφ)=(9.8±1.24(stat.)±0.82(syst.))×10-4
◆Br(xc1→φφ)=(4.92±0.52(stat.)±0.48(syst.))×10-4
◆Br(xc2→φφ)=(12.18±0.86(stat.)±1.14(syst.))×10-4
◆Br(xc0→ωφ)=(12.40±1.58(stat.)±1.21(syst.))×10-5
◆Br(xc1→∞φ)<4.2×10-5
◆Br(xc2→ωφ)<2.3×10-5