ハドロンビームを用いたペンタクオーク探索: KEKとJ-PARCにて

摘要

Θ~+はsクオークを構成子クオークとして持ち、少なくとも4つのクオークと1つの磨クオークからななるエキゾチックな粒子である。しかもその幅が数MeV/c~2 よりも狭いとされている。我々はKEKおよび，J-PARCに於いて、ペンタクオークΘ~+ の探索実験をπ~-およびK~+ ビームを用いて行った。これらの実験の特徴はメソンビームを使う事によって生成断面積が人きいと期待できる事と、高分解能スペクトロスコピーを行う事によって実験の感度を高め、且つ幅についての市接的な情報を与える事ができる可能性があることである。π~-p→ K~-Θ~+反応を用いたKEK-PS E522 実験ではそのmissing mass スペクトルにバンプ構造が見つかったが、統計的な有意度が十分でなかったため、この反応の前方での微分断面積の上限値を求めた。その値は2.9μb/sr というハドロン反応としては非常に小さな値であった。この逆反応であるK~+p→ π~+Θ~+ 反応を用いたKEK-PS E559 実験でもΘ~+ に対応するピークは確認できず、前方の微分断面積の上限値として3.5μb/sr を得た。sクオークを持つK+ ビームを用いた場合でも小さな伯となった。この2つの反応に於いて生成断面積が小さい事を説明するにはK~＊ を交換するようなtチャンネルのプロセスはばば存在せず、Θ~+ の幅が細いためと考えるのが一番自然である。E522 実験を再検証するために、実験的な改善をほどこした．J-PARC E19 実験でもπ~-p→K~+Θ~+反応でΘ~+ を確認する事はできず前方での微分断面積の上限値として0.3μb/srが得られた。これらの結果からΘ~+の幅としては1MeV/c~2 でなければならない。その存在も含めて、やはり不思議な粗子である。