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北京譜儀III實驗首次閾值上直接測量Λc重子衰變

作者: 2016年02月22日 來源:互聯網 瀏覽量:
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Λc 是最輕的含粲重子,樸素夸克模型中它由三個夸克組成,即一個重的粲夸克(c)和兩個輕夸克(u,d)。但科學家并不完全清楚Λc內部夸克的具體分布及相應運行機制。Λc 衰變幾乎都有弱力參與,對它的研究可以用來檢驗弱

  Λc 是最輕的含粲重子,樸素夸克模型中它由三個夸克組成,即一個重的粲夸克(c)和兩個輕夸克(u,d)。但科學家并不完全清楚Λc內部夸克的具體分布及相應運行機制。Λc 衰變幾乎都有弱力參與,對它的研究可以用來檢驗弱相互作用理論,同時幫助科學家理解Λc內部的夸克分布問題。另外,由于高激發態粲重子和含底夸克的Λb重子都會躍遷到Λc,對Λc 衰變性質的研究也有助于進一步理解重味重子譜學及其衰變性質。

  自從1979年粲重子Λc被MARKII實驗發現以來,實驗上多數關于Λc+的研究仍然是二十多年前開展的,主要以Λc+ → pK−π+衰變作為參考道來研究強子衰變的分支比。然而由于或多或少地依賴于模型假設,對Λc+ → pK−π+分支比的實驗測量并不準確。這會從整體上使Λc+衰變分支比的結果存在很大的不確定性。

  經過北京正負電子對撞機II上科研工作人員的不懈努力,2014年北京譜儀III實驗成功地在4.599GeV的質心系能量上積累了567pb−1的正負電子湮滅數據。該能量點比Λc+Λc−對質量閾值高26MeV左右,大大超過了北京正負電子對撞機II設計的最高能量4.2GeV。在該能量下Λc+和Λc−成對產生,并且沒有額外能量產生其它任何伴隨強子。北京譜儀III實驗基于這些數據樣本,利用全重建Λc+Λc−對的雙標記技術,測量了Λc的強子衰變分支比。該測量方法的優點在于不依賴于 Λc+Λc−對產生截面或其衰變模型的假設,并且不需要數據積分亮度等輸入信息,科學家稱之為絕對分支比測量。北京譜儀III實驗對Λc的十二個主要的強子衰變道聯合分析,通過全局擬合提高精度,測量了Λc+ → pK−π+的分支比為B(Λc+→pK−π+) =(5.84±0.27±0.23)%。這是Λc發現三十多年來世界上首次在閾值上精確測量Λc+→pK−π+的絕對分支比。

  此外,2015年北京譜儀III實驗基于該閾值數據,利用丟失中微子質量的方法,世界上首次直接測量了半輕衰變Λc+→Λe+ve的絕對分支比,結果的精度有很大改善。該實驗測量對理解含粲夸克強子衰變壽命有重要指導意義。 

  參考文獻:

  BESIII collaboration 2016, Phys. Rev. Lett. 116, 052001

  BESIII collaboration 2015, Phys. Rev. Lett. 115, 221805

安裝完成的北京譜儀III

Λc 由三個夸克組成,即一個重的粲夸克(c)和兩個輕夸克(u,d)

                    

 

北京譜儀III實驗首次閾值上直接測量Λc重子衰變

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標簽:Λc 衰變

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