📄 معروضة نسخة «بسيط» — «متقدم» غير جاهزة بعد. أضفه إلى المفضّلة للمساعدة في تسريعها. اطلب التحليل الكامل

عندما يضمحل جسيم ψ(2S) إلى بروتون ومضاد بروتون، تعمل آليتان مختلفتان في وقت واحد: التفاعل القوي، الذي يعمل كالغراء الذي يمسك الكواركات، والتفاعل الكهرومغناطيسي، الذي يعمل كالضوء الذي يباعد الشحنات. تتراكم مساهماتهما مع إزاحة طورية معينة. هذه الإزاحة تشبه التقاء موجتين من حجرين أُلقيا في بركة: إذا تزامن قمة إحداهما مع قاع الأخرى، تلغي إحداهما الأخرى، وإذا تزامن القمة مع القمة، تعززان بعضهما. تحدد الإزاحة الطورية مدى تداخل هاتين العمليتين.

في تجربة BESIII على مصادم الإلكترون-بوزيترون في بكين، تم جمع بيانات عند طاقات تصادم من 3.58 إلى 3.71 GeV — تمامًا حول كتلة ψ(2S). تم قياس معدل إنتاج أزواج بروتون-مضاد بروتون، ومن شكل هذا الاعتماد، المنحنى الرنيني، تم استخلاص الطور النسبي: 105.9° أو −105.3°. ينشأ الاحتمالان من التناظر — كما لو كان بإمكانك إدارة قرص الساعة بزاوية في اتجاه أو آخر والحصول على نفس الصورة.

سابقًا، لم تكن هناك مثل هذه البيانات في هذا النطاق من الطاقة، والآن تم ملء الفراغ لأول مرة. القيم التي تم الحصول عليها للطور تتوافق مع القياسات في قنوات اضمحلال أخرى لـ ψ(2S) ومع نتائج BaBar، مما يؤكد فرضية عالمية الطور — أي أن نفس الإزاحة تعمل لحالات نهائية مختلفة. هذا مهم لفهم كيفية انتقال التفاعل القوي إلى الكهرومغناطيسي على مقياس الهادرونات.

كما تم الحصول على تقديرين لاحتمال اضمحلال ψ(2S) إلى بروتون-مضاد بروتون: (3.21±0.13)×10⁻⁴ و (3.47±0.19)×10⁻⁴. هذا يعني أنه من بين حوالي عشرة آلاف ميزون ψ(2S)، ثلاثة أو أربعة فقط سوف تضمحل إلى بروتون-مضاد بروتون. هذه الندرة تجعل القياس ذا قيمة خاصة: فهو يتطلب إحصاءات عالية وتحكمًا دقيقًا في الخلفية.

هذه النتيجة هي خطوة أخرى نحو فهم كيفية تنظيم الكواركات والغلونات في الهادرونات وكيف تتعايش التفاعلات الأساسية المختلفة في عملية واحدة. الإزاحة الطورية بين المساهمين القوي والكهرومغناطيسي ليست مجرد رقم، بل نافذة على ديناميكيات التفاعل القوي على مسافات من مرتبة حجم البروتون.

الملخص الأصلي

كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2608.15074v1

This paper uses the data corresponding to an integrated luminosity of $$495$$~pb$$^{-1}$$ in the center-of-mass energy region from 3.58~GeV to 3.71~GeV to study the relative phase between strong and electromagnetic amplitudes in the $$\psi(2S)\to p\bar{p}$$ decay. The cross sections and the effective form factors around $$\psi(2S)$$ of proton-antiproton pairs are presented thereby filling the gap in the experimental results around the $$\psi(2S)$$ resonance for the first time, and the results are consistent with the previous BESIII and BaBar results. The relative phase is extracted from the cross-section line shape as $$\Phi_{g,\gamma}=(105.9\pm9.4)^\circ$$ or $$\Phi_{g,\gamma}=(-105.3\pm9.1)^\circ$$. Correspondingly, two solutions for the $$\psi(2S)\to p\bar{p}$$ branching fractions are obtained as $$\mathcal{B}=(3.21\pm0.13)\times10^{-4}$$ and $$\mathcal{B}=(3.47\pm0.19)\times10^{-4}$$. These results support the universality of the phase and provide new insights into its underlying mechanism.