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2012 Fiscal Year Annual Research Report

Research of exotic hadrons at B-factory experiment

Planned Research

Project AreaQuest on new hadrons with variety of flavors
Project/Area Number 21105002
Research InstitutionHigh Energy Accelerator Research Organization

Principal Investigator

堺井 義秀  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 教授 (90170571)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 渡邊 靖志  神奈川大学, 工学部, 教授 (40126199)
宮林 謙吉  奈良女子大学, 理学部, 准教授 (40273833)
中野 英一  大阪市立大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (80275239)
Project Period (FY) 2009-04-01 – 2014-03-31
Keywordsテトラクォーク / エキゾチックハドロン / Bファクトリー / ハドロン物理 / ハドロン分光学 / ペンタクォーク
Outline of Annual Research Achievements

本研究では世界最高輝度を誇る高エネルギー加速器研究機構(略称KEK)の電子・陽電子衝突型加速器におけるBファクトリー実験(Belle実験)で蓄積された高統計データを解析し、新たなエキゾチックハドロンの探索とその性質の体系的な解明を中心とした新しい観点でのハドロン物理解析を展開する。
Belle実験はこれまでに、エキゾチックメソン(テトラクォーク)の候補X(3872)を世界で初めて発見し、Bファクトリーのデータによるハドロン物理の新しい領域を拓いた。さらに、B中間子崩壊のみならず電子・陽電子衝突過程など様々な生成反応でエキゾチックハドロンの候補を発見し、確定的な証拠となる電荷を持つZ(4430)+の発見するなど、世界をリードしてきた。
本年度は、奈良女子大学では、引き続き研究員を雇用し、これまでに導入した専用のデータ解析用計算サーバーやディスクアレイシステムの活用および環境の整備・推進に努めるとともに、物理解析を進めた。一方、KEKでは引き続き研究員を雇用することにより解析の促進に努めた。
本年度は、昨年度に発見した荷電をもちボトムクォーク対を含むエキゾチックハドロンZb(10610)とZb(10650)の研究をさらに進め、Zb(10610)→B*BおよびZb(10650)→B*B*への崩壊を発見し、これらの共鳴粒子がB中間子の束縛分子状態である可能性が高まった。また、Υ(5S)→Υ(nS)π0π0 (n=2,3) 崩壊過程でZb(10610)の中性パートナーの共鳴粒子を発見し、系統的な理解が深まった。さらにhb粒子の輻射崩壊でetab(2s)粒子やχc1γに崩壊するψ(1D)粒子を発見した。
これらの解析は、Belleと本領域の研究者と密接な協力により進められているが、Belleの原子核研究者グループ(NPC)と定期ミーティングにより解析の議論を深め連携を強化している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

昨年度に発見した荷電をもちボトムクォーク対を含むエキゾチックハドロンZb(10610)とZb(10650)の研究をさらに進め、Zb(10610)→B*BおよびZb(10650)→B*B*への崩壊を発見し、またその中性パートナーの共鳴粒子を発見したことは、エキゾチックハドロンZbがどのような粒子であるかを解明するうえで大きな進展があったといえる。
さらにhb粒子の輻射崩壊で新しいボトモニウムηb(2s)粒子やB中間子崩壊でχc1γに崩壊する新しいチャーモニウムψ(1D)粒子を発見するなどのクォーコニウム系を理解するうえで重要な成果をあげた。
また、Belleの原子核研究者グループ(NPC)との連携も進展し、物理解析の成果につながりつつある。

Strategy for Future Research Activity

今後も研究計画に従って、これらの研究から継続的に物理成果を発信し続ける。Bファクトリーの大量データの解析を精力的に進め、エキゾチックハドロンの構成形態を明らかにする。特に、理論研究から予言されているチャームやボトムを含んだ安定なエキゾチックメソンやバリオンの探索や、新しい解析手法の開発を進め物理解析の幅を広げる。豊富な実験データが得られるなかで、これまで以上に理論と実験、そして理論研究間の連携を強める。一方で、新しいなデータの理解に向けたブレーンストーミングも進めていく。最終年度として、エキゾチック粒子の体系的な理解を深める。

  • Research Products

    (12 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Observation of ψ(4040) and ψ(4160) decay into η J/ψ2013

    • Author(s)
      X. L. Wang, 他 (The Belle collaboration)
    • Journal Title

      Physcal Review D

      Volume: 87 Pages: 051102

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.87.011104

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Study of the Hadronic Transitions Υ(2S) → (η,π0) Υ(1S) at Belle2013

    • Author(s)
      U. Tamponi, 他 (The Belle collaboration)
    • Journal Title

      Physcal Review D

      Volume: 87 Pages: 011104

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.87.011104

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evidence for the ηb(2S) and observation of hb(1P) → ηb(1S) γ and hb(2P) → ηb(1S) γ2012

    • Author(s)
      R.Mizuk, 他 (The Belle collaboration)
    • Journal Title

      Physical Revew Letters

      Volume: 109 Pages: 231002

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.109.232002

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Measurement of γ γ* → π0 transition form factor at Belle2012

    • Author(s)
      S.Uehara, Y.Watanabe, 他 (The Belle collaboration)
    • Journal Title

      Physcal Review D

      Volume: 86 Pages: 092007

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.86.092007

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] First study of ηc, η(1760) and X(1835) production via η'π+π- final states in two-photon collisions2012

    • Author(s)
      C.C. Zhang, 他 (The Belle collaboration)
    • Journal Title

      Physcal Review D

      Volume: 86 Pages: 052002

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.86.052002

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] First observation of exclusive Y(1S) and Y(2S) decay into light hadrons2012

    • Author(s)
      C. P. Shen, 他 (The Belle collaboration)
    • Journal Title

      Physcal Review D

      Volume: 86 Pages: 031102

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.86.031102

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Charmed hadrons at Belle2013

    • Author(s)
      酒井 和幸
    • Organizer
      Workshop on Future Prospects of Hadron Physics at J-PARC and Large Scale Computational Physics in 2013
    • Place of Presentation
      Tokai, Japan
    • Year and Date
      20130211-13
  • [Presentation] Observation of new resonant structures in γγ → ωφ, φφ and ωω2012

    • Author(s)
      ChengPing Shen
    • Organizer
      International Workshop on using Heavy Flavors to Probe New Hadron Spectroscopies/Dynamics
    • Place of Presentation
      Busan, Korea
    • Year and Date
      20121119-21
  • [Presentation] Exotic Onia-like Spectroscopy2012

    • Author(s)
      飯嶋 徹
    • Organizer
      Physics at LHC (PLHC2012)
    • Place of Presentation
      Vancouver, Canada
    • Year and Date
      20120604-09
  • [Presentation] Studies of radiative X(3872) decays at Belle2012

    • Author(s)
      V.Bhardwaj
    • Organizer
      CHARM 2012
    • Place of Presentation
      Honolulu, Hawaii, USA
    • Year and Date
      20120514-17
  • [Presentation] Measurement of γγ* → π0 Transition Form Factor at Belle2012

    • Author(s)
      上原 貞治 (連携研究者)
    • Organizer
      12th International Workshop on Meson Production, Properties and Interaction (MESON 2012)
    • Place of Presentation
      Krakow, Poland)
    • Year and Date
      2012-05-31 – 2012-06-04
    • Invited
  • [Remarks] 多彩なフレーバーで探る新しいハドロン存在形態の包括的研究

    • URL

      http://www.hepl.phys.nagoya-u.ac.jp/public/new_hadron/

URL: 

Published: 2018-02-02  

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