北京谱仪III实验首次在阈值上精确测量了粲重子的半轻子衰变

  • 粒子物理团队
  • 日期:2015-12-01
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        11月27日,《物理评论快报》(Physical Review Letters)在线发表了北京正负电子对撞机北京谱仪III实验(BESIII)上的第一个粲重子(Λc)衰变测量结果。BESIII实验采集了世界上最大的Λc阈值产生数据,精确测量了Λc 的弱相互作用衰变过程Λc+->Λe+νe 的绝对衰变分支比。《物理评论快报》审稿人认为此项工作对理解强子理论模型非常重要,并对未来的对撞机实验提供重要的数据。该项研究成果的核心成员来自国科大粒子物理团队的郑阳恒教授、吕晓睿副教授、以及北京石油化工学院粒子物理团队的李蕾博士。

        弱相互作用由于理论预言相对简单可靠,粒子的弱衰变过程是物理学家获取粒子内部结构信息、敏感检验标准模型的重要手段,在粒子物理研究中占有重要的地位。Λc是最轻的粲重子,包含3个夸克(u, d, c)。其中c夸克较重,u、d夸克较轻。Λc内部3个夸克的分布及相应运行机制需要理论模型来描述。到目前为止,相关理论研究非常有限,亟待高质量的实验数据为理论研究提供依据。

        相关研究团队在2013年向BESIII合作组提议在北京正负电子对撞机Λc+产生阈上获取高统计量实验数据,用于开展Λc衰变性质研究。鉴于相关物理研究的重要性,BESIII合作组随后批准了该提议,并于2014年在4.6GeV能量下积累了500/pb对撞数据,是目前世界上唯一的高统计量Λc对阈值数据。实验团队通过精细分析阈值数据,利用丢失中微子能量的研究方法,首次测量了 Λc+->Λe+νe 的绝对衰变分支比。这一测量结果不依赖于任何理论模型。这是北京谱仪实验自运行30年以来首次发表Λc相关的研究工作,将帮助我们更好地理解Λc的内部结构,以及标准模型中的强和弱相互作用,有助于揭示宇宙中正反物质的不对称性来源。

   

文章链接: http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.115.221805