D→ππeν的实验研究和类粲偶素态Zc(3885)(-+)的寻找

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通过研究单卡比波压低过程的D介子半轻衰变D→ππev,我们可以测量主要衰变过程D→ρe-(v)e的分支比和强子化形状因子。来自实验的精确测量对验证格点QCD、QCD求和规则等理论模型非常重要,同样有助于精准地确定CKM矩阵元Vub和检验标准模型。另外,我们还可以研究π+π-系统来寻找可能存在的S-波成分,以验证理论的预言。这也有助于研究强相互作用动力学。基于BESⅢ探测器在2010年和2011年所收集的2.93 fb-1大小的Ψ(3770)数据,我们利用联合拟合方法对(D)0→π+π0e-(v)e和D-→π+π-e-(v)e衰变道做了分波分析(PWA)。结果表明在D-→π+π-e-(v)e过程中,除了主要的P-波成分外,还首次测量到大小为(25.79±1.52±1.03)%的S-波贡献,其信号显著性大于10σ。采用双标记方法,我们测量的绝对分支比结果如下:B((D)0→ρ+e-(v)e)=(1.49±0.06±0.05)×10-3,B(D-→ρ0e-(v)e)=(1.93±0.07±0.09)×10-3,B(D-→π+π-e-(v)e)s-wave=(6.57±0.43±0.38)×10-4,B(D-→ωe-(v)e)=(2.08±0.67±0.32)×10-3.我们还得到了基于单极点模型的强子化形状因子在q2=0处的结果:rV=V(0)/A1(0)=1.72±0.08±0.05,r2=A2(0)/A1(0)=0.82±0.05±0.04.这两个测量结果与已有的PDG值一致,而且是目前为止世界上精度最高的。  X,Y,Z粒子不能用势模型描述为常规的粲偶素态,目前其仍然很难在理论上解释清楚。由于在D(D)*质量阈值上,Zc(3900)可能是虚的D(D)*分子态结构,但还有其它的可能性解释,比如四夸克态。故寻找末态中含有D(D)*过程的类粲偶素态对于研究清楚Zc粒子的性质很有意义。在第二部分中,我们就利用BESⅢ探测器在Ecm=4.26 GeV和Em=4.23 GeV处分别收集的827 pb-1及1090 pb-1的数据样本,研究了e+e-→π±(D(D)*)(千)过程。通过在末态中重建两个D介子和一个单独的π±,我们在两个同位旋道e+e-→π+D0D*-和e+e--→π+D-D*0中的(D(D)*)±系统里确认了类粲偶素态Zc(3885)(±)的存在。采用常宽度的Breit-Wigner谱形对两个过程的(D(D)*)±质量谱做联合拟合,其信号显著性大于10σ,它的质量和宽度确定为:M=(3884.3±1.2±2.0)MeV/c2,Γ=(23.9±2.2±2.6)MeV.波恩截面和Zc(3885)(±)的(D(D)*)±分支比乘积在Ecm=4.23 GeV和Ecm=4.26 GeV处的测量结果分别是:  σ(e+e-→π±Zc(3885)(±))×B(Zc(3885)(±)→(DD*)(±))=(106.4±7.1±8.1)pb,σ(e+e-→π±Zc(3885)(千))×B(Zc(3885)(±)→(DD*)(±))=(88.1±6.0±6.3)pb.对于Zc(3885)(±),π±Zc(3885)(±)系统的角分布与其量子数为JP=1+的预期是一致的。  最后,为了提出在Ecm=4.17 GeV处的取数计划,我们主要在两方面做了MC预研究。一个是更新DTagAlg算法软件包来加入更多的Ds标记道并优化标记侧的事例挑选条件。另一个是研究包括纯轻衰变、半轻衰变和强子衰变的Ds物理过程。该工作为以后利用BESⅢ实验新数据开展数据分析做好了准备。
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