近日,郑州大学物理学院粒子物理研究所在粲偶素衰变过程中对低能Σ重子激发态展开研究,相关成果以《Identifying Σ(1380) and Σ(1430) in the J/ψ → ΛπΣ̄ reaction》为题发表在Eur. Phys. J. C (2026) 86:1235。我院博士生吕文韬为论文第一作者,李德民教授、王恩教授与西班牙瓦伦西亚大学Eulogio Oset教授为共同作者,王恩教授为通讯作者,郑州大学物理学院为第一单位。该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、河南省自然科学基金、郑州大学青年学生基础研究项目(博士研究生)等项目的支持。
搜寻自旋宇称为Jᴾ=1/2⁻的低激发Σ重子对于完善重子质量谱以及理解重子激发态的内部结构具有重要意义。本工作以BESIII合作组测量的J/ψ→ΛπΣ̄反应为对象,重点考察低能区π⁺Λ不变质量谱。实验数据中,Σ(1385)(3/2⁺)呈现为一个非常强的峰,同时在约1430MeV处可观察到微弱的额外结构,且Σ(1385)在低不变质量端的拖尾偏离对称的Breit–Wigner形状,暗示该区域可能存在额外贡献。
研究团队首先只考虑πΛ相互作用,用同时包含S波和P波贡献的振幅去拟合实验数据。结果显示:若只保留Σ(1385)与树图贡献,低能区明显不足;引入Σ(1380)后拟合显著改善,χ²/d.o.f.由19.67降至10.16;进一步加入Σ(1430)的小贡献,则可填补约1430MeV处的缺失强度,与全部数据吻合良好。
团队随后进一步考虑了此前被忽略的πΣ̄末态相互作用。理论计算表明:πΣ̄相互作用及其与主导的Σ(1385)贡献之间的干涉项,能够为πΛ质量谱的低能区产生不可忽略的贡献。此时无需引入Σ(1380),即可很好地重现实验数据,χ²/d.o.f.进一步降至4.52。未来Belle II与超级τ-粲工厂(STCF)等装置对该过程的高精度测量,将有助于进一步检验Σ(1430)的性质。
文章链接:https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-026-16496-0