Введение к работе
Темой диссертации является поиск возможных возбужденных состо-ШІЙ очарованных барионов, имеющих Л*7г+7Г~ в конечном состоянии, и сследование свойств открытого в результате этих поисков возбуждению бариона. Физические данные, использованные в настоящем анаше, получены на детекторе ARGUS, установленном в точке пересечена электрон-позитронных пучков накопительного кольца DORIS-II в аучно-исследовательском центре DESY (г. Гамбург, Германия).
Актуальность темы
Открытие в ноябре 1974 года узких резонансов J/ф и ф послужило ачалом новой эры в физике элемеитарпых частиц. Оказалось, что обе астицы обладают всеми свойствами сё— системы, связанного состоя-ия кварков четвертого поколения, существование которых было пред-казаио в рамках кварковой модели за несколько лет до этого. Вскоре оследовали наблюдения очарованных адронов, состоящих из очаро-анного кварка и легких кварков(антикварков). Первые кандидаты в чарованные барионные состояния были зарегистрированы в нейтрин-ых взаимодействиях.
Эксперименты по исследованию систем, содержащих очарованные варки, а также прогресс в теории, существенно продвинули понима-ие физики очарованных мезонов, их спектроскопии и распадов. Ка-ество экспериментального материала по очарованным барионам, па-опленного за последнее время в различных экспериментах, позволяет роверить применимость теории, развитой для мезонов, для бариоиных остояиий. Существующие и еще планируемые эксперименты имеют об-шрную программу по исследованию очарованных мезонов и барионов, х масс, времен жизни и распадов.
Измерение масс новых состояний и сверхтонких расщеплений вну-ри мультиплетов - одна из основных задач спектроскопии. Обмен пюоном между кварками внутри бариона приводит к спин-спиновому заимодействию. Во многих моделях, когда при построении гамильто-
шіана трехкварковой системы учитывалось спин-спиновое взаимодей ствие, всегда удавалось воспроизвести спектр тяжелых барионов.
Адроны, содержащие тяжелый кварк, сильно отличаются по свош свойствам от легких адронов. Это и не удивительно, т.к. большая масс тяжелого кварка задает энергетическую шкалу гораздо большую, чи шкала конфайнмента Л « 400 MeV, определяющая физику легких адро нов. В то же время оказывается, что адроны, содержащие разные тяже лые кварки и имеющие сильно различающиеся массы, похожи по своїй свойствам. Это наблюдение получило строгое количественное описанії в Эффективной Теории Тяжелого Кварка - HQET. В рамках HQE^ производится систематическое разложение Квантовой Хромодинамию по обратным степеням массы тяжелого кварка. В случае нулевого при ближепия, когда масса кварка устремляется в бесконечность, возникав-новая симметрия - симметрия по спину и аромату тяжелого кварка. I результате вычисление многих процессов в рамках HQET существенні упрощается.
Очарованные барионы, будучи легчайшими тяжелыми барионами может быть и не являются лучшими кандидатами для тестов предска заний HQET, полученных для бесконечно тяжелого кварка, но очаро ванные адроны есть и будут в ближайшее время лучше всего исследо ваны в эксперименте. Также очарованные частицы являются идеаль ной "лабораторией" для исследования асимптотических 1/т зффектої к пределу HQET.
Почти все основные состояния барионов с С — 1 наблюдались в экс перименте, и существуют точные измерения их масс. В тоже время, 111. момент выполнения работы, изложению которой посвящена диссертация, ни одного возбужденного барионного состояния не было зарегистрировано.
Цель диссертации и ее новизна
Первое наблюдение Р-волнового очарованного бариона Л*+(2627) методом полного восстановления в конечном состоянии Л+7Г+тг~. Измере-
;іие параметров новой частицы и исследование резонансной структуры распада Л*+ —> Л+л"+х~. На защиту выносятся
-
Обнаружение Р-волнового очарованного бариошюго состояния А*+(2627) в конечном состоянии Л+х+тг~.
-
Результаты измерений параметров обнаруженного резонанса Л*+(2627): массы, ширины.
-
Результат исследования спектров масс М(Л^7Г±) с целью определения резонансной структуры распада Л*+ —» Л*7г+7Г~\
-
Результат измерения относительного выхода '- ттт\ в
е+е аннигиляции.
-
Результат вычисления сечения рождения хВг(Л*+ -» Л^я+7Г~) наблюдаемого резонанса в е+е~ аннигиляции при s/s — 10.4 GeV.
-
Получение обновленных данных по соотношениям между слабыми распадами бариона AJ в конечные состояния рК~7г+, рК, Л7Г+,
Л7Г+1Г+тГ.
Апробация работы и публикации
Основные результаты диссертации опубликованы в работе [1]. Материалы, представленные в диссертации, докладывались автором на семинаре ИТЭФ, совещаниях сотрудничества ARGUS, сессии ОЯФ РАН, международной двухгодичной конференции по нуклон-антинуклонным взаимодействиям N AN'93. Результаты работы также представлялись на семинарах научного центра DESY и па международных конференциях в Морионде, Ля Туиле и Марселе.
Структура диссертации
Диссертация состоит из введения, семи глав и заключения. Ее объем 106 страниц, включая 7 таблиц и 18 рисунков. Список цитируемой литературы содержит 61 наименование.
