受 2.2 GeV 附近高阶 ρ 介子态启发的 $e^+e^-\to \pi^+\pi^-$ 湮灭研究

最近，BABAR 合作组指出，在再次关注 $e^+e^-\to\pi^+\pi^-$ 过程时，在 2.2 GeV 附近存在一个明显的增强结构，这激发了我们研究高阶 ρ 介子态产生的兴趣。由于 $D$ 波 ρ 态的 $\pi^+\pi^-$ 道分支比远小于 $S$ 波态，我们选取 $\rho(1900)$ 和 $\rho(2150)$ 作为 $e^+e^-\to\pi^+\pi^-$ 中的中间态，其中 $\rho(1900)$ 和 $\rho(2150)$ 分别被视为 $\rho(3S)$ 和 $\rho(4S)$ 态。我们的结果表明，BABAR 关于 2 GeV 附近 $e^+e^-\to\pi^+\pi^-$ 的数据可被很好地描述，这表明存在于 $e^+e^-\to\pi^+\pi^-$ 中 2.2 GeV 附近的该增强结构可归因于两个 ρ 介子 $\rho(1900)$ 和 $\rho(2150)$ 的贡献。此外，在整个拟合过程中提取的 $\rho(1900)$ 和 $\rho(2150)$ 的 $\Gamma_{e^+e^-}\mathcal{B}(\pi^+\pi^-)$ 值与相应理论计算的一致性可强化此结论。当前对 $e^+e^-\to\pi^+\pi^-$ 数据的研究可为建立 ρ 介子族提供有价值的信息。