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量子色动力学是描述强相互作用的基本理论。目前自然界已发现的强子均由两个或者三个夸克组成,而量子色动力学理论允许胶球、混杂态和多夸克态等新型强子的存在(目前实验上尚未确认它们的存在)。实验上寻找和研究新型强子,对于检验和发展强相互作用基本理论具有重大意义,一直是世界上许多高能强子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/ψ数据,在J/ψ→ηφf0(980)(η→γγ,φ→K+K-,f0(980)→π-π-)衰变道的φf0(980)不变质量谱约2.2GeV/c2处观察到了显著性约为5σ的共振结构。用Breit-Wigner函数拟合显示该共振结构的质量和宽度为M=2.186±0.010(stat)±0.006(syst)GeV/c2和F=0.065±0.023(stat)±0.017(syst)GeV/c2。这一结果与BABAR合作组在e+e-→γISRφf0(980)过程中观察到的Y(2175)的共振态的质量和宽度在误差范围内一致。考虑到Y(2175)的JPC应为1-,该过程的分支比可确定为BT(J/ψ→ηY(2175))Br(Y(2175)→f0(980))Br(f0(980)→π+π-)=(3.23±0.75(stat)±0.73(syst))×10-4。
基于升级后的北京谱仪(BESⅢ)在第二代北京正负电子对撞机(BEPCⅡ)上收集的220兆J/ψ数据,本文再次研究了J/ψ→ηφf0(980)(η→γγ,φ→K+K-,f0(980)→π+π-)衰变道中Y(2175)共振态。拟合结果显示Y(2175)的信号显著性约为6σ,质量和宽度分别为M=2.189±0.010(stat)±0.007(syst)GeV/c2和F=0.159±0.033(stat)±0.056(syst)GeV/c2,分支比为Br(J/ψ→ηY(2175))Br(Y(2175)→φf0(980))Br(f0(980)→π-π-)=(1.23±0.27(stat)±0.55(syst))×10-4。这些结果与BESⅡ的测量结果在误差范围内是一致的。并且与BABAR和Belle实验组的结果也是一致的。