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北京谱仪III实验发明新的D介子纯轻衰变

2019-12-02 高能物理研究所
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  1122日,《物理评论快报》(Physical Review Letters)发表了北京谱仪IIIBESIII)协作组发明D介子第二种纯轻衰变D+→τ+ν和应用这个丈量考验“轻子滋味普适性”的成果。本篇作为编辑推荐文章发表。

  纯轻衰变过程D+→τ+ν中粲夸克和反下夸克经过过程一个虚的W玻色子湮灭成带电和中性轻子对。精确丈量D+ →τ+ν的衰变率并与之前发明的另外一种纯轻衰变D+ μ+ν比较,可以或许对标准模型预期的“轻子滋味普适性”供给异常清楚的考验,并检测能够存在的新物理效应。

  应用BESIII实验在正负电子对撞质心系能量3.773GeV处收集的世界上最大年夜的近阈D介子对数据,科研人员共选择了约1500D介子对,并从中辨别出137±27 D+→τ+ν旌旗灯号事例,研究证明旌旗灯号的统计明显性大年夜于5倍标准误差(由本底涨落形成假旌旗灯号的概率小于切切分之六),这在国际上属于初次不雅测到D介子的第二种纯轻衰变D+→τ +ν,并测得该过程的分支比为(1.20±0.27)×10-3。结合这一成果和D+→μ+ν 分支比的世界均匀值(由此前BESIII丈量成果主导),研究人员计算了二者的比值为3.21±0.65,且与基于标准模型轻子滋味普适性预言的2.67在误差范围内分歧,这注解在如今的实验精度下,轻子滋味普适性成立。有名实际物理学家、以色列特拉维夫大年夜学传授Marek Karliner评论道:比来人们开端动摇对轻子滋味普适性的信念,这个成果的发布正逢当时。

  虽然纯轻衰变D+→τ+ν的初次不雅测是一个重冲要破,但该丈量的精度依然受限于数据量的大年夜小。收集更大年夜的数据样本进一步进步丈量精度是将来BESIII运转和北京正负电子对撞机升级的一个重要目标。

  论文链接

  上图左为纯轻衰变D+→τ+ν的费曼图,右为BESIII探测器中记录的个中一个 D+→τ+ν事例;下图横坐标0邻近为D+→τ+ν旌旗灯号,小图中旌旗灯号右边的大年夜峰和暗影都来自本底过程。

打印 义务编辑:叶瑞优
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