Rho-Pi-Zustände in der Antiproton-Neutron-Annihilation in Pi- Pi0 Pi0 Pi0

Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Natur von exotischen
Resonanzen im mesonischen Spektrum unterhalb von 2 GeV/c^2 zu
untersuchen. Hierzu wurden Antiproton-Neutron Annihilationen
gestoppter Antiprotonen, aus der LEAR Anlage des CERN, in einem
flüssigen Deuteriumtarget untersucht. Die insgesamt 5,2*10^6
Ereignisse mit einer Driftkammerspur, aufgenommen von dem fast den
gesamten Raumwinkel umfassenden Crystal-Barrel Detektor, lieferten
nach einer Selektion und einem kinematischen Fit ein praktisch
untergrundfreies Datensample mit 144.114 pbar n -> Pi- Pi0 Pi0
Pi0 Ereignissen. Mit Hilfe von Monte-Carlo Simulationen konnte das
absolute Verzweigungsverhältnis dieses Kanals zu BR(pbar n ->
Pi- Pi0 Pi0 Pi0) = (7,6 +- 0,4)* 10^(-2) bestimmt werden. Die
vollständige Partialwellenanalyse dieses Kanals brachte neben den
starken Beiträgen der Rho(770)x(Pi0 Pi0)_S und Rho(770) x f_2(1270)
Amplitude, auch eine Rho' x (Pi0 Pi0)_S Amplitude mit einer Masse
von 1280 MeV/c^2 für das Rho'. Das aus 4 Pi und K Kbar Zerfällen
bekannte Rho'(1450) wurde nicht gesehen. Damit wird die vermutete
Aufspaltung in zwei verschiedene Rho' Zustände bestätigt, von denen
nur einer als radiale rho-Anregung in das Konstituenten-Quarkmodell
paßt. Klare Evidenzen gibt es auch für (Rho Pi)_x x Pi Amplituden
mit Resonanzen x= a_{1,2} und Pi_{0,1,2}. Oberhalb des wohl
bekannten a_1(1260) konnten zwei zusätzliche 1^{++} Resonanzen in
ihren Zerfällen in die (Rho Pi)-S und -D Welle nachgewiesen werden.
Das a_1(1550) kann aufgrund seines starken Zerfalls in die (Rho
Pi)-S Welle keine radiale Anregung des a_1(1260) sein, während für
das a_1(1850) das charakteristische Verhältnis Gamma(Rho Pi)_D /
Gamma(Rho Pi)_S >> 1 einer radialen Anregung des a_1(1260)
ermittelt wurde. Die Identifikation des Pi(1300) als radiale
Anregung des Pi Mesons bestätigte sich durch den starken Zerfall in
Rho Pi und den kleinen Beitrag in (Pi0 Pi0)_S Pi. Ein weiteres Pi
Meson bei 1800 MeV/c^2 wurde erstmalig im Rho Pi und Rho' Pi
Zerfall nachgewiesen, jedoch gibt der Vergleich der Partialbreiten
in Rho Pi, Rho' Pi und (Pi0 Pi0)_S Pi mit der theoretischen
Vorhersage für die zweite radiale Anregung Rätsel auf. In der (Rho
Pi)-P Welle wurde eine exotische Resonanz bei 1450 MeV/c^2 mit den
exotischen Quantenzahlen J^{PC} = 1^{-+}, die prinzipiell nicht mit
q qbar gebildet werden können, nachgewiesen. Die Evidenz für ein
Pi_1 -> Rho Pi bei 1,6 GeV/c^2, welches in anderen Experimenten
gesehen wurde, ist dagegen sehr schwach. Es stellt sich die Frage,
ob das hier gefundene Pi_1(1450) mit dem exotischen Pi_1(1400)
identisch ist, das bisher nur als Eta Pi Resonanz bekannt ist. Ein
Vergleich der relativen Pi_1 Produktionsstärken in der atomaren
(pbar n) S- und P-Welle zeigt, daß die Rho Pi und Eta Pi Resonanzen
verschiedene Zustände sind.