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Study of di-quark structure in charm baryons

Publicly Offered Research

Project AreaClustering as a window on the hierarchical structure of quantum systems
Project/Area Number 19H05148
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

加藤 悠司  名古屋大学, 素粒子宇宙起源研究所, 特任助教 (00727612)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Keywordsチャームバリオン / B-factory / ヘビークォーク / B-Factory実験
Outline of Research at the Start

本研究では、自然界には存在しないチャームクォークを含むクォーク3つの束縛状態(チャームバリオン)において、クォーク2つの準粒子的なクラスター状態であるダイクォークが実現されているかを検証することを目的とする。
そのために、2019年度よりデータ取得を始めるつくば市のKEKで行われる超高輝度B-factory実験SuperKEKB/Belle II実験で取得されるデータを用いて様々なチャームバリオンのスピン量子数及び、崩壊形式の測定を行う。

Outline of Annual Research Achievements

本研究ではKEK/Belle実験によって取得された約1ab-1のデータを用いてチャームクォークを含むバリオン状態について調べ、チャームバリオン内のダイクォーク構造を明らかにすることを目的としている。以下に示す2本の論文を投稿した.
一本目の論文(Phys. Rev. D 103, 052005)では、Λc→ηπΛ崩壊におけるηΛ質量分布において、ハイペロン励起状態Λ(1670)のはっきりしたピーク構造を世界で初めて観測し、質量・崩壊幅の精密測定を行った.
また、二本目の論文 ( arXiv:2007.14700)ではチャームクォーク、ストレンジクォークを含むΞcの励起状態Ξc(2970) のスピン・パリティを崩壊角分布および崩壊分岐比より1/2^+であることを決定した.
1/2^+というスピン・パリティは基底状態と同じで、主量子数が変化した状態である。このような状態は核子のグループではRoperと呼ばれ、クォーク模型による予測と全く違う性質を示しており、通常の3クォーク状態ではないエキゾチックハドロンの候補である。本結果から、Roperファミリーの励起エネルギーがクォークフレーバーによらず500 MeV程度であることが分かった。通常クォークの質量が重くなるにつれ励起エネルギーも小さくなると考えられるが、そうはなっていないことが分かった。この不変性はRoper状態の性質を明らかにするために重要なヒントを与えると考えられる.

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2021 2019 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 2 results) Funded Workshop (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Seoul National University(韓国)

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] Seoul National University(韓国)

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Journal Article] Measurement of branching fractions of Λ+ c → ηΛπ+, ηΣ0π+, Λ(1670)π+, and ηΣ(1385) +2021

    • Author(s)
      J. Y. Lee, K. Tanida, Y. Kato et.al. (Belle collaboration)
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 103 Issue: 5 Pages: 052005-052016

    • DOI

      10.1103/physrevd.103.052005

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Charm hadron spectroscopy at Belle2021

    • Author(s)
      加藤悠司
    • Organizer
      The 8th Asia-Pacific conference on Few-Body problems in Physics (APFB2020)
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Prospect of hadron spectroscopy at Belle II2021

    • Author(s)
      加藤悠司
    • Organizer
      Hadron in Nucleus 2020 (HIN20)
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Baryon spectroscopy at Belle2019

    • Author(s)
      加藤悠司
    • Organizer
      EPS-HEP 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Quarkonium studies at Belle II2019

    • Author(s)
      加藤悠司
    • Organizer
      DIS 2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Funded Workshop] The 8th Asia-Pacific conference on Few-Body problems in Physics (APFB2020)2021

    • Related Report
      2020 Annual Research Report

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2021-12-27  

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