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η(1405)是第一个被人们认为可能是0-+的胶球。由于这个共振峰较宽,人们认为它可能是多个共振态相互叠加的结果。于是,η(1405)质量区间的复杂结构成分的研究一直受到国际上的广泛关注,研究η(1405)的γρ的结构对确认η(1405)的结构非常重要。而在γρ不变质量谱1276MeV/c2附近的共振峰的量子数是0-还是1+,现在也没有定论。所以研究γρ在1440MeV/c2和1276MeV/c2附近的组成是本论文选题的目的。协变张量振幅分波分析方法是利用实验得到的末态粒子的四动量和描述衰变过程的理论振幅,通过最大似然法对实验数据拟合并和理论振幅的预测进行比较,以确定主要的共振态,和这些衰变过程的振幅中的一些未知参数(如质量、宽度及复耦合参数等)以及衰变过程的分支比和自旋宇称。相对于一般的直接拟合截面的测量共振参数和分支比的方法,分波分析方法是从振幅层次上给出它的完整表达式,在构造振幅时,使用了末态粒子的能量、角度变量,所以能系统细致地考虑干涉效应的贡献,更充分地利用了实验数据的信息,这样使得结果更可靠。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,对J/ψ→γγρ过程进行了协变张量振幅分波分析。首先仔细分析我们所研究的衰变道的事例特征和本底来源,根据分析结果和探测器的性能,选择用来作为J/ψ→γγρ分波分析的数据样本;然后用数据样本的四动量和加入的共振态的理论振幅公式构造似然函数-lnτ,调用Fumili程序最小化-lnτ,得到拟合参数;最后我们产生均匀相空间的J/ψ→γγρ的MC样本,用上一步所得的拟合参数、共振态的质量、宽度和MC样本计算各共振态理论分布,和数据样本进行比较。
经过认真细致的分波分析研究,得到γρ不变质量、各角分布的拟合图,说明我们的拟合结果是合理的。同时,我们可以得到共振态η(1405)的分支比6.17×10-5,f1(1285),的分支比4.22×10-5,f1(1420)的分支比,的分支比5.12×10-5,η(1295)。对比和的分支比,我们不能给出结论,在γρ不变质量谱1276MeV/c2的共振态的量子数是多少;对η(1405)的结构,我们还需要研究J/ψ→γγφ的分波分析。由于数据的统计量不大,和尝试加入的共振态不够多,还有待于更深一步的研究。