近日,郑州大学物理学院粒子物理研究所在粲重子衰变过程中对低能Σ重子激发态Σ(1380)展开研究,相关成果以《Unveiling the Elusive Σ(1380) Resonance through Coupled-Channel Dynamics in Λc⁺ → ηπ⁺Λ Reaction》为题发表在《Chinese Physics Letters》(Chin. Phys. Lett. 43, 100201 (2026))。我院博士生吕文韬为论文第一作者,中国科学院近代物理研究所刘思威、中国科学院大学吴佳俊教授、我院李德民教授和王恩教授为共同作者,王恩教授、李德民教授、吴佳俊教授为通讯作者,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、中国科学院以及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。本工作系统研究了Λc⁺→ηπ⁺Λ衰变中Σ(1380)所扮演的角色。在理论框架中,Λ(1670)由介子—重子末态相互作用动力学产生,a₀(980)由介子—介子末态相互作用动力学产生,二者的线型适用于所有相关强子反应;同时考虑了中间态Σ(1385)以及可能的Σ(1380)。研究团队利用BESIII合作组提供的蒙特卡洛样本(约10万个事件)和Belle实验数据,详细分析了ηΛ、π⁺η、π⁺Λ三个不变质量谱以及相应的角分布。
通过对比包含与不包含Σ(1380)两种情形,研究发现该态的引入能够显著改善对实验数据的描述。在BESIII蒙特卡洛样本的拟合中,χ²/d.o.f.由4.21降至2.92;在Belle数据拟合中,χ²/d.o.f.也由4.33变为4.31。研究进一步识别出对Σ(1380)贡献最为敏感的运动学区域。研究表明在Λc⁺→ηπ⁺Λ反应中,Σ(1380)的贡献对改善数据描述起重要作用,为这一长期存在争议的共振态提供了新的支持。值得一提的是,该模型仅含7个自由参数(不含Σ(1380)时为5个),远少于此前实验分析中所用的18个,且其线型具有普适性,可为未来实验数据分析提供可靠的参数化方案。随着Belle II积累更大规模的数据样本,Belle与Belle II的联合分析将有助于进一步检验Σ(1380)是否存在。
文章链接:https://doi.org/10.1088/0256-307X/43/10/100201