RUB » Physics » The Faculty » Chairs and Working Groups » EP1 » DFG Forschergruppe 2359


Project B
Search for glueballs in charmonia decays

Prof. Dr. Ulrich Wiedner, Ruhr-Universität Bochum

Search for states with properties that point towards their glueball character. This includes states that either do not fit into the nonets of the quark model or possess unusual decay or production patterns. In particular the flavor composition of the decay products might hint the nature. Therefore each resonance will be searched for in several decay modes. We plan to test their Gluiness and Stickiness parameters and compare the results with established mesons. For the first time radiative decays of the χc resonances can be investigated with chances of success.




Die Selbst-Wechselwirkung von Gluonen ist ein zentraler Teil der Theorie der starken Wechselwirkung QCD. Aufgrund dieser Wechselwirkungwird die Existenz von gebundenen Zuständen nur aus Gluonen vorhergesagt. Diese sogenannten Gluebälle sind theoretisch wohl motiviert und es gibt Versuche ihr Massenspektrum z.B. in Gittereichrechnungen vorherzusagen. Hierbei unterscheiden sich Gluebälle, ähnlich den normalen Mesonen, durch ihre Quantenzahlen. Experimentell ist der Nachweis von Gluebällen durch die Mischung von Gluebällen mit Mesonen der gleichen Quantenzahlen erschwert. Dies trifft insbesondere auf den Sektor zu, der durch Mesonen bestehend aus leichten Quarks dominiert wird, denn solche Mesonenzustände sind gewöhnlich sehr breit. Die Auswahl eines Produktionsprozesses, der die Formation von Gluebällen durch eine an sich gluonenreiche Umgebung fördert, verbessert die Perspektiven für die Beobachtung von Gluebällen deutlich. Zu solchen gluonenreichen Prozessen gehört die Produktion von Teilchen in radiativen Charmoniumzerfällen. Neu beobachtete Teilchen können dann mit beobachteten Teilchen in solchen Reaktionen verglichen werden, in denen man die Produktion von Gluebällen nicht erwartet. Zu letzteren zählt z.B. die Produktion von Teilchen in der Kollision von zwei hochenergetischen Photonen. Sobald man im Vergleich der Produktionsprozesse potentielle Gluebälle identifiziert hat, kann man der Zerfallsverhalten in andere Teilche in den Hochstatistikdaten von BESIII detailliert untersuchen. Theorien, welche die bisher vollkommen spekulative Struktur von Gluebällen und deren Eigenschaften vorhersagen oder Theorien, welche die Produktion von Mesonen durch Hadronisationsprozesse beschreiben, können so überprüft bzw. verfeinert werden. Um die neuen Teilchen korrekt einordnen zu können und auch evtl. vom Untergrund zu unterscheiden, ist es unerlässlich, ihre Quantenzahlen genau zu bestimmen. Hierzu dient eine Partialwellenanalyse, die zusammen mit den anderen experimentellen Gruppen dieser Forschergruppe, die diese für die Bestimmung der Quantenzahlen von anderen neuen Resonanzen brauchen, entwickelt wird.