COMPASS 实验关于轻介子谱学的最新结果

COMPASS 谱学项目的主要目标是在衍射产生过程中探索约 $2\,\text{GeV}/c^2$ 以下的轻介子谱。我们的旗舰道是衰变到三个带电π介子：$p + \pi^-\to \pi^-\pi^-\pi^+ + p_\text{recoil}$，为此 COMPASS 利用 $190\,\text{GeV}/c$ 的 $\pi^-$ 束流获取了迄今世界上最大的约 $50\,\text{M}$ exclusive 事件数据集。基于该数据集，我们进行了广泛的偏波分析。为了提取出现在 $\pi^-\pi^-\pi^+$ 系统中的 $\pi_J$ 和 $a_J$ 态的共振参数，我们使用 Breit-Wigner 共振和非共振贡献，进行了迄今最大的共振模型拟合。该方法结合我们测量的高统计精度，使我们能够研究基态和激发态。我们在数据中发现了 $a_1(1640)$ 和 $a_2(1700)$ 的证据，它们分别是 $a_1(1260)$ 和 $a_2(1320)$ 的首次激发。相对于相应基态，激发态在 $f_2(1270)\,\pi$ 衰变模式中的相对强度大于在 $\rho(770)\,\pi$ 衰变模式中的相对强度。我们还研究了数据中 $\pi_2$ 态的谱。因此，我们在共振模型拟合中利用三个 $\pi_2$ 共振——$\pi_2(1670)$、$\pi_2(1880)$ 和 $\pi_2(2005)$——同时描述了四个 $J^{PC}=2^{-+}$ 波。在我们模型的限制内，我们可以得出结论：$\pi_2(2005)$ 是恰当描述所有四个 $2^{-+}$ 波所必需的。