Belle和Belle II实验重夸克偶素物理实验研究

With the data samples collected with the Belle experiment, we study the charmonium and charmoniumlike states, bottomonium and bottomoniumlike states with initial state radiation, and the transitions between the heavy quarkonia. We will search for the possible radiative transitions between the vector charmonium and charmoniumlike states and the charged conjudate parity even XYZ states such as X(3872), XYZ(3940), X(3915), Y(4140), X(4350) and so on. These information will possibly connect the exotic states with different quantum numbers, and will be helpful for understanding of their intrinsic properties, and shed light on a better understanding of the quantum chromodynamics. At the earlier stage of the study, we will use the Belle data first to gain experience on how to select events, how to reduce the background and so on, and will use these experience as soon as the Belle II data are available in 2016.

利用Belle实验积累的数据，通过初态辐射过程研究矢量粲偶素和类粲偶素通过辐射跃迁产生电荷共轭宇称为正的粲偶素和类粲偶素，寻找X(3872)、XYZ（3940）、X(3915)、Y(4140)、X(4350)等。这些测量可能建立矢量粲偶素或类粲偶素与这些粒子之间的联系，从而为理解它们的内在结构和产生与衰变性质，以及深入理解量子色动力学理论提供实验数据，促进理论的完善和发展。同时我们利用Belle积累的Upsilon(1S)和Upsilon(2S)数据研究其强子衰变，结合BESIII上的粲偶素衰变研究，探讨对"rho pi"疑难的深入理解。在研究的前期，我们用Belle的数据进行分析，积累分析经验，以保证2016年运行后，Belle II数据一旦采集，马上可以进行相关研究。

本项目利用Belle探测器所收集的Upsilon(1S,2S,4S,5S)数据进行重夸克偶素相关的奇特强子态的寻找和研究并探索Belle II实验进一步研究的可行性。利用Belle数据我们首次发现了e+e-→pi+pi-psi(2S)中可能存在的带电Zc奇特态候选者存在的迹象，在Upsilon(1S)衰变中寻找了各种可能的XYZ粒子的单举产生，在Upsilon(1S)、Upsilon(2S)衰变中寻找了胶子球和轻四夸克态以及Zc粒子的对、粲偶素对产生等。我们发现了e+ e-→γχ_c1过程在10.58GeV的产生，显著性达到5.1σ，并对其他能量点e+ e-→γχ_c和e+ e-→γη_c进行了寻找。我们还开展了B介子衰变研究，发现可新粲重子Xic(2930)^(0,+)，并高精度测量了多个B衰变分支比；我们发现了Upsilon(5S)、Upsilon(6S)与chi_bJ间通过3pion的强子跃迁以及通过phi跃迁的迹象。通过初态辐射对X(3872)、XYZ(3940)、X(3915)、Y(4140)、X(4350)等态进行了寻找，没有发现显著的信号，为在Belle II实验继续测量提供了技术和方法上的参考。同时我们利用Belle积累的Upsilon(1S)和Upsilon(2S)数据寻找强子衰变，没有发现显著的遍举衰变道。这些结果为更好地理解量子色动力学和强相互作用提供了关键数据，在深入理解夸克禁闭机制的道路上前进了一步，对于检验标准模型理论具有重要的意义。