北京谱仪III实验首次阈值上直接测量Λc重子衰变
时间 : 2016-02-19     

 

Λc最轻的含粲重子,朴素夸克模型由三个夸克组成,一个重的粲夸克(c)和两个轻夸克(u,d)但科学家并不完全清楚Λc内部夸克的具体分布及相应运行机制Λc衰变几乎参与,对它的研究可以用来检验弱相互作用理论,同时帮助我们理解Λc内部夸克分布问题。另外由于高激发态粲重子和底夸克Λb重子会跃迁到Λc,对Λc衰变性质的研究也有助于进一步理解重味重子及其衰变性质 

 

自从1979年粲重子Λc被MARKII实验发现以来,实验上多数关于Λc+的研究仍然是二十多年开展的,主要以Λc+ pKπ+衰变作为参考道来研究强子衰变的分支比。然而由于或多或少依赖于模型假设,Λc+ pKπ+分支比的实验测量并不准确。整体上使Λc+衰变分支比的结果存在很大的不确定性。 

经过北京正负电子对撞机II科研工作人员的不懈努力,2014年北京谱仪III实验成功地在4.599GeV的质心系能量上积累了567pb1的正负电子湮灭数据。该能量点Λc+Λc-对质量阈值26MeV左右,大大超过了北京正负电子对撞机II设计的最高能4.2GeV。在该能量下Λc+Λc-成对产生,并且没有额外能量产生其它任何伴随强子。北京谱仪III实验基于这数据样本,利用全重建Λc+Λc-对的双标记技术,测量了Λc的强子衰变分支比。该测量方法的优点在于不依赖于Λc+Λc-产生截面或其衰变模型的假设,并且需要数据积分亮度等输入信息,我们称之为绝对分支比测量北京谱仪III实验对Λc十二个主要的强子衰变道联合分析,通过全局拟合提高精度,测量Λc+ pKπ+的分支比为B(Λc+ pKπ+) =(5.84±0.27±0.23)%。这是Λc发现三十年来世界上首次在阈值上精确测量Λc+ pKπ+的绝对分支比。 

此外,2015年北京谱仪III实验基于该阈值数据,利用丢失中微子质量的方法,世界上首次直接测量了半轻衰变Λc+Λc+νe的绝对分支比,并且结果精度有很大改善该实验测量对于理解含粲夸克强子衰变寿命有重要指导意义。  

相关科研人员继续努力挖掘北京谱仪III实验Λc研究方面的潜力。我们期待更多Λc相关的科研成果发表。 

 

  参考文献: 

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

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

http://www.ihep.cas.cn/xwdt/gnxw/2016/201602/t20160219_4533940.html