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⚛️ expériences de haute énergie

First measurement of ψ(3686)→pˉK+Σ∗(1385)0+c.c.\psi(3686)\to\bar{p} K^{+} \Sigma^{*}(1385)^{0} + c.c. and ψ(3686)→pˉK∗(892)0Σ++c.c.\psi(3686)\to\bar{p} K^{*}(892)^{0} \Sigma^{+} + c.c.

En utilisant un échantillon de 2712,4×1062712,4 \times 10^6 événements ψ(3686)\psi(3686) collectés par le détecteur BESIII, cette étude rapporte la première observation des désintégrations ψ(3686)→pˉK+Σ∗(1385)0+c.c.\psi(3686)\to\bar{p} K^{+} \Sigma^{*}(1385)^{0} + c.c. et ψ(3686)→pˉK∗(892)0Σ++c.c.\psi(3686)\to\bar{p} K^{*}(892)^{0} \Sigma^{+} + c.c. avec des fractions de branchement mesurées, tout en ne trouvant aucune preuve significative pour les candidats pentaquarks à strangeté cachée Nx(1875)N_{x}(1875) et Nx(2100)N_{x}(2100) et en établissant les limites supérieures correspondantes.

Auteurs originaux : BESIII Collaboration, M. Ablikim, M. N. Achasov, P. Adlarson, X. C. Ai, C. S. Akondi, R. Aliberti, A. Amoroso, Q. An, Y. H. An, M. S. Anderson, Y. Bai, O. Bakina, H. R. Bao, X. L. Bao, M. Barbagiovann
Publié 2026-10-27
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Auteurs originaux : BESIII Collaboration, M. Ablikim, M. N. Achasov, P. Adlarson, X. C. Ai, C. S. Akondi, R. Aliberti, A. Amoroso, Q. An, Y. H. An, M. S. Anderson, Y. Bai, O. Bakina, H. R. Bao, X. L. Bao, M. Barbagiovanni, V. Batozskaya, K. Begzsuren, N. Berger, M. Berlowski, M. B. Bertani, D. Bettoni, F. Bianchi, E. Bianco, A. Bortone, I. Boyko, R. A. Briere, A. Brueggemann, D. Cabiati, H. Cai, M. H. Cai, X. Cai, A. Calcaterra, G. F. Cao, N. Cao, S. A. Cetin, X. Y. Chai, J. F. Chang, T. T. Chang, G. R. Che, Y. Z. Che, C. H. Chen, Chao Chen, G. Chen, H. S. Chen, H. Y. Chen, M. L. Chen, S. J. Chen, S. M. Chen, T. Chen, W. Chen, X. R. Chen, X. T. Chen, X. Y. Chen, Y. B. Chen, Y. Q. Chen, Z. K. Chen, J. Cheng, L. N. Cheng, S. K. Choi, X. Chu, G. Cibinetto, F. Cossio, J. Cottee-Meldrum, H. L. Dai, J. P. Dai, X. C. Dai, A. Dbeyssi, R. E. de Boer, D. Dedovich, Z. Y. Deng, A. Denig, I. Denisenko, M. Destefanis, F. De Mori, E. Di Fiore, X. X. Ding, Y. Ding, Y. X. Ding, J. Dong, L. Y. Dong, M. Y. Dong, X. Dong, Z. J. Dong, M. C. Du, S. X. Du, Shaoxu Du, X. L. Du, Y. Q. Du, Y. Y. Duan, Z. H. Duan, P. Egorov, G. F. Fan, J. J. Fan, K. X. Fan, Y. H. Fan, J. Fang, Jin Fang, S. S. Fang, W. X. Fang, Y. Q. Fang, L. Fava, F. Feldbauer, G. Felici, C. Q. Feng, J. H. Feng, Q. X. Feng, Y. T. Feng, M. Fritsch, C. D. Fu, J. L. Fu, Y. W. Fu, H. Gao, Xu Gao, Y. Gao, Y. N. Gao, Y. Y. Gao, Yunong Gao, Z. Gao, S. Garbolino, I. Garzia, L. Ge, P. T. Ge, Z. W. Ge, C. Geng, A. Gilman, K. Goetzen, J. Gollub, J. B. Gong, J. D. Gong, L. Gong, W. X. Gong, W. Gradl, M. Greco, M. D. Gu, M. H. Gu, C. Y. Guan, A. Q. Guo, H. Guo, J. N. Guo, L. B. Guo, M. J. Guo, R. P. Guo, X. Guo, Y. P. Guo, Z. Guo, A. Guskov, J. Gutierrez, J. Y. Han, T. T. Han, X. Han, F. Hanisch, K. D. Hao, X. Q. Hao, F. A. Harris, C. Z. He, K. K. He, K. L. He, F. H. Heinsius, C. H. Heinz, Y. K. Heng, C. Herold, P. C. Hong, G. Y. Hou, X. T. Hou, Y. R. Hou, Z. L. Hou, H. M. Hu, J. F. Hu, Q. P. Hu, S. L. Hu, T. Hu, Y. Hu, Y. X. Hu, Z. M. Hu, G. S. Huang, K. X. Huang, L. Q. Huang, P. Huang, X. T. Huang, Y. P. Huang, Y. S. Huang, T. Hussain, N. Hüsken, N. in der Wiesche, J. Jackson, Q. Ji, Q. P. Ji, W. Ji, X. B. Ji, X. L. Ji, Y. Y. Ji, L. K. Jia, X. Q. Jia, D. Jiang, S. J. Jiang, X. S. Jiang, Y. Jiang, J. B. Jiao, J. K. Jiao, Z. Jiao, L. C. L. Jin, S. Jin, Y. Jin, M. Q. Jing, X. M. Jing, T. Johansson, S. Kabana, X. L. Kang, X. S. Kang, B. C. Ke, V. Khachatryan, A. Khoukaz, O. B. Kolcu, B. Kopf, L. Kröger, L. Krümmel, Y. Y. Kuang, M. Kuessner, X. Kui, N. Kumar, A. Kupsc, W. Kühn, Q. Lan, W. N. Lan, T. T. Lei, M. Lellmann, T. Lenz, C. Li, C. H. Li, C. K. Li, Chunkai Li, Cong Li, D. M. Li, F. Li, G. Li, H. B. Li, H. J. Li, H. L. Li, H. N. Li, H. P. Li, Hui Li, J. N. Li, J. S. Li, J. W. Li, K. Li, K. L. Li, L. J. Li, L. K. Li, Lei Li, M. H. Li, M. R. Li, M. T. Li, P. L. Li, P. R. Li, Q. M. Li, Q. X. Li, R. Li, S. Li, S. X. Li, S. Y. Li, Shanshan Li, T. Li, T. Y. Li, W. D. Li, W. G. Li, X. Li, X. H. Li, X. K. Li, X. L. Li, X. Y. Li, X. Z. Li, Y. Li, Y. H. Li, Y. B. Li, Y. C. Li, Y. G. Li, Y. P. Li, Z. H. Li, Z. J. Li, Z. L. Li, Z. X. Li, Z. Y. Li, Zaiyi Li, C. Liang, H. Liang, Y. F. Liang, Y. T. Liang, Z. Z. Liang, G. R. Liao, L. B. Liao, M. H. Liao, Y. P. Liao, J. Libby, A. Limphirat, C. C. Lin, C. X. Lin, D. X. Lin, T. Lin, B. J. Liu, B. X. Liu, C. Liu, C. X. Liu, F. Liu, F. H. Liu, Feng Liu, G. M. Liu, H. Liu, H. B. Liu, H. M. Liu, Huihui Liu, J. B. Liu, J. J. Liu, K. Liu, K. Y. Liu, Ke Liu, Kun Liu, L. Liu, L. C. Liu, Lu Liu, M. H. Liu, P. L. Liu, Q. Liu, S. B. Liu, T. Liu, W. T. Liu, X. Liu, X. K. Liu, X. L. Liu, X. P. Liu, X. T. Liu, X. Y. Liu, Y. Liu, Y. B. Liu, Yi Liu, Z. A. Liu, Z. D. Liu, Z. Q. Liu, Z. X. Liu, Z. Y. Liu, X. C. Lou, H. J. Lu, J. G. Lu, X. L. Lu, Y. Lu, Y. H. Lu, Y. P. Lu, Z. H. Lu, C. L. Luo, J. R. Luo, J. S. Luo, M. X. Luo, T. Luo, X. L. Luo, Z. Y. Lv, X. R. Lyu, Y. F. Lyu, Y. H. Lyu, C. L. Ma, F. C. Ma, H. L. Ma, Heng Ma, J. L. Ma, L. L. Ma, L. R. Ma, Q. M. Ma, R. Q. Ma, R. Y. Ma, T. Ma, X. T. Ma, X. Y. Ma, F. E. Maas, I. MacKay, M. Maggiora, S. Maity, S. Malde, Q. A. Malik, L. M. Mansur, Y. J. Mao, Z. P. Mao, S. Marcello, A. Marshall, F. M. Melendi, Y. H. Meng, Z. X. Meng, G. Mezzadri, H. Miao, T. J. Min, R. E. Mitchell, X. H. Mo, A. F. Mohammad, B. Moses, N. Yu. Muchnoi, J. Muskalla, Y. Nefedov, F. Nerling, H. Neuwirth, Z. Ning, S. Nisar, Q. L. Niu, W. D. Niu, Y. Niu, C. Normand, S. L. Olsen, Q. Ouyang, I. V. Ovtin, S. Pacetti, Y. Pan, C. Y. Pang, A. Pathak, Y. P. Pei, M. Pelizaeus, G. L. Peng, H. P. Peng, X. J. Peng, Y. Y. Peng, K. Peters, K. Petridis, J. L. Ping, R. G. Ping, S. Plura, V. Prasad, L. Pöpping, F. Z. Qi, H. R. Qi, L. Y. Qian, S. Qian, W. B. Qian, C. F. Qiao, J. H. Qiao, J. J. Qin, J. L. Qin, L. Q. Qin, L. Y. Qin, P. B. Qin, X. P. Qin, X. S. Qin, Z. H. Qin, J. F. Qiu, Z. H. Qu, J. Rademacker, K. Ravindran, C. F. Redmer, A. Rivetti, M. Rolo, G. Rong, S. S. Rong, F. Rosini, Ch. Rosner, M. Q. Ruan, W. R. Ruangyoo, N. Salone, A. Sarantsev, Y. Schelhaas, M. Schernau, K. Schoenning, M. Scodeggio, W. Shan, X. Y. Shan, Z. J. Shang, J. F. Shangguan, L. G. Shao, M. Shao, C. P. Shen, H. F. Shen, W. H. Shen, X. Y. Shen, B. A. Shi, Ch. Y. Shi, H. Shi, J. L. Shi, J. Y. Shi, M. H. Shi, S. Shi, S. Y. Shi, X. Shi, X. D. Shi, H. L. Song, J. J. Song, M. H. Song, T. Z. Song, W. M. Song, Y. X. Song, Zirong Song, S. Sosio, S. Spataro, S. Stansilaus, F. Stieler, M. Stolte, S. S Su, G. B. Sun, G. X. Sun, H. Sun, H. K. Sun, J. F. Sun, K. Sun, L. Sun, R. Sun, S. S. Sun, T. Sun, W. Y. Sun, Y. C. Sun, Y. H. Sun, Y. J. Sun, Y. Z. Sun, Z. Q. Sun, Z. T. Sun, H. Tabaharizato, N. T. Tagsinsit, C. J. Tang, G. Y. Tang, J. Tang, J. J. Tang, L. F. Tang, Y. A. Tang, Z. H. Tang, L. Y. Tao, M. Tat, J. X. Teng, J. Y. Tian, W. H. Tian, Y. Tian, Z. F. Tian, K. Yu. Todyshev, I. Uman, E. van der Smagt, S. R. Wan, B. Wang, Bin Wang, Bo Wang, C. Wang, Chao Wang, Cong Wang, D. Y. Wang, F. K. Wang, H. J. Wang, H. R. Wang, J. Wang, J. H. Wang, J. J. Wang, J. P. Wang, K. Wang, L. L. Wang, L. W. Wang, M. Wang, Mi Wang, N. Y. Wang, P. Wang, S. Wang, Shun Wang, T. Wang, W. Wang, W. P. Wang, X. F. Wang, X. L. Wang, X. N. Wang, Xin Wang, Y. Wang, Y. D. Wang, Y. F. Wang, Y. H. Wang, Y. J. Wang, Y. L. Wang, Y. N. Wang, Yanning Wang, Yaqian Wang, Yi Wang, Yuan Wang, Z. Wang, Z. L. Wang, Z. Q. Wang, Z. Y. Wang, Zhi Wang, Ziyi Wang, D. Wei, D. H. Wei, D. J. Wei, H. R. Wei, F. Weidner, H. R. Wen, S. P. Wen, U. Wiedner, G. Wilkinson, J. F. Wu, L. H. Wu, L. J. Wu, Lianjie Wu, S. G. Wu, S. M. Wu, X. W. Wu, Z. Wu, H. L. Xia, L. Xia, B. H. Xiang, D. Xiao, G. Y. Xiao, H. Xiao, Y. L. Xiao, Z. J. Xiao, C. Xie, K. J. Xie, Y. Xie, Y. G. Xie, Y. H. Xie, Z. P. Xie, T. Y. Xing, D. B. Xiong, G. F. Xu, H. Y. Xu, Q. J. Xu, Q. N. Xu, T. D. Xu, X. P. Xu, Y. Xu, Y. C. Xu, Z. S. Xu, F. Yan, L. Yan, W. B. Yan, W. C. Yan, W. H. Yan, W. P. Yan, X. Q. Yan, Y. Y. Yan, H. J. Yang, H. L. Yang, H. X. Yang, J. H. Yang, L. Y. Yang, R. J. Yang, X. Y. Yang, Y. Yang, Y. G. Yang, Y. H. Yang, Y. M. Yang, Y. Q. Yang, Y. Z. Yang, Youhua Yang, Z. Y. Yang, W. J. Yao, Z. P. Yao, M. Ye, M. H. Ye, Z. J. Ye, K. Yi, Junhao Yin, Qiqin Yin, Z. Y. You, B. X. Yu, C. X. Yu, G. Yu, J. S. Yu, L. W. Yu, T. Yu, X. D. Yu, Y. C. Yu, Yongchao Yu, C. Z. Yuan, H. Yuan, J. Yuan, Jie Yuan, L. Yuan, M. K. Yuan, S. H. Yuan, Y. Yuan, Z. Y. Yuan, C. X. Yue, Ying Yue, A. A. Zafar, F. R. Zeng, S. H. Zeng, X. Zeng, Y. J. Zeng, Yujie Zeng, Y. C. Zhai, Y. H. Zhan, B. L. Zhang, B. X. Zhang, D. H. Zhang, G. Y. Zhang, Gengyuan Zhang, H. Zhang, H. C. Zhang, H. H. Zhang, H. L. Zhang, H. Q. Zhang, H. R. Zhang, H. Y. Zhang, Han Zhang, J. Zhang, J. J. Zhang, J. L. Zhang, J. Q. Zhang, J. S. Zhang, J. W. Zhang, J. X. Zhang, J. Y. Zhang, J. Z. Zhang, Jianyu Zhang, Jin Zhang, Jiyuan Zhang, L. M. Zhang, Lei Zhang, N. Zhang, P. Zhang, Q. Zhang, Q. Y. Zhang, Q. Z. Zhang, R. Y. Zhang, S. H. Zhang, S. N. Zhang, Shulei Zhang, X. M. Zhang, X. Y. Zhang, Y. T. Zhang, Y. H. Zhang, Y. P. Zhang, Yao Zhang, Yu Zhang, Yu Zhang, Z. Zhang, Z. D. Zhang, Z. H. Zhang, Z. L. Zhang, Z. R. Zhang, Z. X. Zhang, Z. Y. Zhang, Zh. Zh. Zhang, Zhaoke Zhang, Zhilong Zhang, Ziyang Zhang, Ziyu Zhang, G. Zhao, J. -P. Zhao, J. Y. Zhao, J. Z. Zhao, L. Zhao, Lei Zhao, M. G. Zhao, R. P. Zhao, S. J. Zhao, Y. B. Zhao, Y. L. Zhao, Y. P. Zhao, Y. X. Zhao, Z. G. Zhao, A. Zhemchugov, B. Zheng, B. M. Zheng, J. P. Zheng, W. J. Zheng, W. Q. Zheng, X. R. Zheng, Y. H. Zheng, B. Zhong, C. Zhong, X. Zhong, H. Zhou, J. Q. Zhou, S. Zhou, X. Zhou, X. K. Zhou, X. R. Zhou, X. Y. Zhou, Y. X. Zhou, Y. Z. Zhou, A. N. Zhu, J. Zhu, K. Zhu, K. J. Zhu, K. S. Zhu, L. X. Zhu, Lin Zhu, S. H. Zhu, T. J. Zhu, W. D. Zhu, W. J. Zhu, W. Z. Zhu, Y. C. Zhu, Z. A. Zhu, X. Y. Zhuang, M. Zhuge, J. H. Zou, J. Zu

Article original sous licence CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ✨ Ceci est une explication générée par l'IA de l'article ci-dessous. Elle n'a pas été rédigée ni approuvée par les auteurs. Pour une précision technique, consultez l'article original. Lire la clause de non-responsabilité complète

Résumé Technique : Première observation des désintégrations ψ(3686)→pˉK+Σ∗(1385)0\psi(3686) \to \bar{p}K^+\Sigma^{*}(1385)^0 et ψ(3686)→pˉK∗(892)0Σ+\psi(3686) \to \bar{p}K^{*}(892)^0\Sigma^+ et recherche de pentaquarks à strangence cachée

Problématique et Motivation
Dans le modèle de quarks conventionnel, les hadrons sont composés de deux (qqˉq\bar{q}) ou trois ($qqq$) quarks. Cependant, la chromodynamique quantique (QCD) permet des hadrons exotiques possédant un nombre plus élevé de quarks. Suite à l'observation en 2015 par l'LHCb de pentaquarks à charme caché (PcP_c), l'intérêt théorique s'est déplacé vers des états de pentaquarks à strangence cachée analogues. Spécifiquement, les interactions entre les mésons Σ(∗)\Sigma^{(*)} et K(∗)K^{(*)} sont prédites pour générer des structures résonnantes similaires aux états PcP_c, mais avec un contenu ssˉs\bar{s} au lieu de ccˉc\bar{c}. Deux candidats de ce type, Nx(1875)N_x(1875) (issu de l'interaction Σ∗K\Sigma^*K) et Nx(2100)N_x(2100) (issu de l'interaction ΣK∗\Sigma K^*), ont été proposés comme partenaires à strangence cachée de Pc(4380)P_c(4380) et Pc(4450)P_c(4450), respectivement. Avant ce travail, aucune observation directe de ces états de résonance dans les désintégrations hadroniques de charmonium n'avait été rapportée.

Méthodologie
L'analyse utilise un échantillon de données de (2712,4±14,3)×106(2712,4 \pm 14,3) \times 10^6 événements ψ(3686)\psi(3686) collectés par le détecteur BESIII au collisionneur BEPCII. L'étude se concentre sur deux chaînes de désintégration :

  1. ψ(3686)→pˉK+Σ∗(1385)0\psi(3686) \to \bar{p}K^+\Sigma^{*}(1385)^0, avec Σ∗(1385)0→Λπ0\Sigma^{*}(1385)^0 \to \Lambda\pi^0 et Λ→pπ−\Lambda \to p\pi^-.
  2. ψ(3686)→pˉK∗(892)0Σ+\psi(3686) \to \bar{p}K^{*}(892)^0\Sigma^+, avec K∗(892)0→K+π−K^{*}(892)^0 \to K^+\pi^- et Σ+→pπ0\Sigma^+ \to p\pi^0.

La sélection des événements exige des traces chargées dans des angles polaires spécifiques et des contraintes de sommet, ainsi qu'une identification des particules (PID) utilisant la mesure $dE/dx$ et le temps de vol (TOF). Les candidats photons sont identifiés dans le calorimètre électromagnétique (EMC). La reconstruction implique des ajustements cinématiques (1C pour π0\pi^0, 5C pour la chaîne de désintégration complète) pour contraindre les masses invariantes et améliorer la résolution.

Pour déterminer les efficacités de détection et modéliser précisément la dynamique de désintégration, les auteurs emploient une analyse d'ondes partielles (PWA). Cette approche prend en compte les résonances intermédiaires (par exemple, Λ(1405)\Lambda(1405) et Σ(1880)\Sigma(1880)) ainsi que les contributions non résonnantes, générant des échantillons de Monte Carlo qui correspondent mieux aux données qu'un simple modèle d'espace de phase (PHSP). Les rendements du signal sont extraits via des ajustements de type maximum de vraisemblance non binaires sur les spectres de masse invariante pertinents. Les incertitudes systématiques sont évaluées en faisant varier les plages d'ajustement, les formes de signal/fond, les paramètres de l'ajustement cinématique et les modèles d'efficacité de détection.

Contributions Clés et Résultats

  • Première Observation de Désintégrations : Le papier rapporte la première observation des désintégrations ψ(3686)→pˉK+Σ∗(1385)0+c.c.\psi(3686) \to \bar{p}K^+\Sigma^{*}(1385)^0 + \text{c.c.} et ψ(3686)→pˉK∗(892)0Σ++c.c.\psi(3686) \to \bar{p}K^{*}(892)^0\Sigma^+ + \text{c.c.}

    • La fraction de branchement pour ψ(3686)→pˉK+Σ∗(1385)0+c.c.\psi(3686) \to \bar{p}K^+\Sigma^{*}(1385)^0 + \text{c.c.} est mesurée à (3,94±0,15stat±0,24syst)×10−5(3,94 \pm 0,15_{\text{stat}} \pm 0,24_{\text{syst}}) \times 10^{-5}.
    • La fraction de branchement pour ψ(3686)→pˉK∗(892)0Σ++c.c.\psi(3686) \to \bar{p}K^{*}(892)^0\Sigma^+ + \text{c.c.} est mesurée à (4,93±0,14stat±0,30syst)×10−5(4,93 \pm 0,14_{\text{stat}} \pm 0,30_{\text{syst}}) \times 10^{-5}.
  • Recherche de Pentaquarks à Strangence Cachée : Les auteurs ont recherché les candidats Nx(1875)N_x(1875) et Nx(2100)N_x(2100) dans les spectres de masse invariante de K+Σ∗(1385)0K^+\Sigma^{*}(1385)^0 et K∗(892)0Σ+K^{*}(892)^0\Sigma^+, respectivement.

    • Aucun signal significatif n'a été observé pour l'un ou l'autre des candidats.
    • Des limites supérieures sur les fractions de branchement au niveau de confiance (C.L.) de 90 % ont été établies :
      • B(ψ(3686)→pˉNx(1875)→pˉK+Σ∗(1385)0)<1,58×10−6\mathcal{B}(\psi(3686) \to \bar{p}N_x(1875) \to \bar{p}K^+\Sigma^{*}(1385)^0) < 1,58 \times 10^{-6}.
      • B(ψ(3686)→pˉNx(2100)→pˉK∗(892)0Σ+)<3,09×10−7\mathcal{B}(\psi(3686) \to \bar{p}N_x(2100) \to \bar{p}K^{*}(892)^0\Sigma^+) < 3,09 \times 10^{-7}.

Signification
L'article affirme que ces résultats constituent la première preuve expérimentale pour les modes de désintégration spécifiques impliquant Σ∗\Sigma^* et K∗K^* dans les désintégrations de ψ(3686)\psi(3686). De plus, en établissant des limites supérieures strictes sur la production de Nx(1875)N_x(1875) et Nx(2100)N_x(2100), l'étude fournit des données expérimentales et des contraintes cruciales pour les modèles théoriques tentant de décrire les états de pentaquarks à strangence cachée. L'absence de signaux observés suggère que, si ces états existent, leurs taux de production dans les désintégrations de ψ(3686)\psi(3686) sont nettement inférieurs à ce qui avait été hypothéqué précédemment, ou que leurs propriétés diffèrent des interprétations moléculaires simples analogues aux états PcP_c.

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