Estudio de la Transición de Dipolo Magnético de J/ψ→γη_{c} vía η_{c}→pp[over ¯]

Área de la Ciencia:

• Física de Partículas
• Cromodinámica Cuántica
• Espectroscopía de Hadrones

Sus antecedentes:

• El mesón J/psi es una sonda crucial para estudiar las propiedades del estado de charmonio eta_c (ηc).
• La comprensión de los modos de desintegración de J/psi y eta_c proporciona información sobre las interacciones fundamentales y las propiedades de las partículas.

Objetivo del estudio:

• Realizar el primer análisis de amplitud de las desintegraciones J/psi -> gamma protón antiprotón (pp̄).
• Determinar con precisión la fracción de ramificación del producto de J/psi -> gamma eta_c y eta_c -> pp̄.
• Calcular las fracciones de ramificación de J/psi -> gamma eta_c y eta_c -> gamma gamma.

Principales métodos:

• Se utilizó un gran conjunto de datos de (10.087±0.044)×10^9 eventos J/psi recopilados por el detector BESIII.
• Se realizó un análisis de amplitud centrado en la masa invariante pp̄ dentro de la región de masa de eta_c.
• Se combinaron los resultados con otras fracciones de ramificación de producto medidas para derivar fracciones de ramificación individuales.

Principales resultados:

• Se determinó la fracción de ramificación del producto B(J/ψ→γη_{c})×B(η_{c}→pp[over ¯]) en (2.11±0.02_{stat}±0.07_{syst})×10^{-5}, mejorando la precisión en un orden de magnitud.
• Se calculó B(J/ψ→γη_{c}) = (2.29±0.01_{stat}±0.04_{syst}±0.18_{opbf})% y B(η_{c}→γγ) = (2.28±0.01_{stat}±0.04_{syst}±0.18_{opbf})×10^{-4}.
• Se obtuvieron resultados consistentes con cálculos recientes de cromodinámica cuántica en redes.

Conclusiones:

• Las mediciones precisas proporcionan restricciones significativas sobre las propiedades del mesón eta_c.
• Los hallazgos validan las predicciones teóricas de la cromodinámica cuántica en redes.
• Este estudio mejora nuestra comprensión de las desintegraciones de charmonio y la interacción fuerte.