Published January 2004 | Version v1
Journal article

Systematics of quark-antiquark states, and exotic scalar mesons

  • 1. RAN, Peterburgskij Inst. Yadernoj Fiziki im. B.P. Konstantinova, Gatchina, Leningradskaya Obl. (Russian Federation)

Description

Analysis of experimental data from the Crystal Barrel Collaboration on pp-bar-annihilation in flight into mesons revealed a large group of mesons in the 1900-2400 MeV range, allowing the systematization of quark-antiquark states in the (n, M2)- and (J, M2)- planes (n being the radial quantum number, and J the spin, of a meson of mass M). From the data, meson trajectories in these planes are approximately linear and have a universal slope. A detailed discussion of the scalar meson sector is given for which, based on a recent K-matrix analysis, the nonet classification of quark-antiquark states places two scalar nonets - the basic nonet and that of the first radial excitation - in the range below 2000 MeV. Two isospin 0 scalar states - the broad resonance f0(1200-1600) and the light σ-meson - do not fit into the quark-antiquark classification, i.e., are exotic. The ratios between the coupling constants for hadronic decays to the ππ, KK-bar, ηη, and ηη' states point to the gluonium nature of the broad state f0(1200-1600)

Abstract (Russian)

Анализ экспериментальных данных коллаборации Crystal Barrel по pp-bar-аннигиляции в полете с рождением мезонов в конечном состоянии привел к открытию большой группы мезонов в области 1900-2400 МэВ, что позволило систематизировать кварк-антикварковые состояния в (n, M2)- и (J, M2)-плоскостях, где n - радиальное квантовое число, J - спин мезона массой М). Данные указывают на то, что траектории мезонных состояний в этих плоскостях приблизительно линейны с универсальным наклоном. Более детально обсуждается сектор скалярных мезонов, где на основе недавно выполненного К-матричного анализа проведена нонетная классификация кварк-антикварковых состояний: в области ниже 2000 МэВ фиксируются два скалярных нонета: базисный и нонет первого радиального возбуждения. В скалярном секторе имеются два состояния с изоспином I = 0, которые оказываются лишними с точки зрения кварк-антикварковой классификации, т.е. экзотическими: широкий резонанс f0(1200-1600) и легкий σ-мезон. Соотношения между константами адронных распадов в состояния ππ, KK-bar, ηη, ηη' указывают на глюонную природу широкого состояния f0(1200-1600)

Additional details

Additional titles

Original title (Russian)
Систематизация кварк-антикварковых состояний и экзотические мезоны

Publishing Information

Journal Title
Uspekhi Fizicheskikh Nauk
Journal Volume
174
Journal Issue
1
Journal Page Range
p. 49-72
ISSN
0042-1294
CODEN
UFNAAG

INIS

Country of Publication
Russian Federation
Country of Input or Organization
Russian Federation
INIS RN
36106792
Subject category
S72: PHYSICS OF ELEMENTARY PARTICLES AND FIELDS;
Descriptors DEI
ANTIPARTICLES; GEV RANGE 01-10; MATRICES; MESONS; QUANTUM NUMBERS; QUARK-ANTIQUARK INTERACTIONS; QUARKS
Descriptors DEC
ANTIMATTER; BOSONS; ELEMENTARY PARTICLES; ENERGY RANGE; FERMIONS; GEV RANGE; HADRONS; INTERACTIONS; MATTER; PARTICLE INTERACTIONS

Optional Information

Notes
98 refs., 11 figs., 4 tabs.