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东南大学周智勇副教授在粲夸克物理研究中取得重要进展
发布时间: 2015-07-08                    访问次数: 10

东南大学物理系周智勇副教授在粲夸克物理研究中,对奇特态X(3915)的性质和量子数进行了重新标定。该研究推翻了位于日本的BABAR国际合作组对该粒子态的实验分析,并将促使国际粒子数据组(Particle Data Group)对该粒子态进行重新标定。该研究成果发表于最新一期《物理评论快报》(Phys. Rev. Lett.115, 022001(2015))上。

自丁肇中先生发现粲夸克(charm quark)和反粲夸克(anti-charm quark)所组成的J/ψ粒子以来,与粲夸克相关的物理始终是粒子物理领域的研究热点。在粒子物理标准模型框架下,粲夸克作为基本粒子是已知的六种夸克味道之一。相对论化的夸克模型对粲夸克偶素(正反夸克对组成的介子)可以进行较好的预言。然而,近期国际上发现了部分包含正反粲夸克成分的奇特粒子态,这些奇特态不符合夸克模型的预言,形成一个个难解之谜。对这些奇特粒子的深入研究有助于加深我们对基本粒子的认识。国际同行也就解决这些难题展开竞争。

周智勇副教授课题组在对这些奇特粒子态的系列研究中发现,处于open-charm阈以上的类粲夸克偶素(charmoniumlike state)可以系统地利用耦合道效应来进行描述,这意味着这些介子具有显著的多夸克态成分。其中的X(3915)粒子自发现后,被BABAR合作组分析为高于open-charm阈的标量粲夸克偶素,国际粒子数据组依据BABAR的分析对该粒子态进行了标定。然而,课题组根据耦合道理论和幺正性关系对系列实验数据进行了系统分析,推翻了BABAR的结论,确定该粒子实际上是一个张量介子,同时对标量介子的能谱进行了预言。这一研究解决了该领域的“χc0(2P)疑难”,同时提出了多夸克态的螺旋度振幅主导贡献的新见解,将激发更多的相关理论和实验研究。

该研究工作的合作者包括中国科学技术大学肖志广副教授和东南大学物理系周海清副教授。(蒋红燕)