重夸克偶素态,特别是粲偶素态粒子,是理解非微扰QCD及其与微扰QCD相互作用的理想平台;重夸克偶素在研究标准模型中QCD动力学机制及超越标准模型物理中起着重要作用。在DD阈值以下的粲偶素态可以被势模型很好地描述且在实验上得到了证实。然而,DD阈值以上的粲偶素谱非常复杂。此外,QCD理论也预言了胶球、混杂态、分子态和多夸克态等常规强子之外的奇特态强子;粲夸克能区为寻找这些奇特态强子及验证QCD理论提供了很好的平台。近些年来,一系列类粲夸克偶素,如Y(4260)和Zc等共振态结构的发现,预示着多夸克态、分子态、混杂态等奇特态粒子的存在。理论家们尝试各种理论模型来解释这些类粲夸克粒子,并对其质量、宽度和衰变模式等作出了不同的预言。但是,目前对这些类粲粒子的理解还停留在初级阶段,对它们内部动力学机制还没有清楚的认识。因此,实验上寻找更多衰变模式和提供更精确的测量对理解这些类粲偶素粒子的本质至关重要。本论文基于BESⅢ在e+e-对撞能量(?)s=3.8077～4.5995 GeV之间收集的总积分亮度为12.4 fb-1的数据,测量了e+e-→π0π0J/ψ过程的产生截面。中性道e+e-→π0π0J/ψ过程截面在误差范围内与带电道e+e-→π+π-J/ψ·过程截面的一半相符合。用一个指数函数与两个BW函数的相干求和概率密度函数拟合e+e-→π0π0J/ψ截面谱形,论文测量了在4.22 GeV附近共振态结构的质量和宽度,分别为M=(4221.3±1.7±1.2)MeV/c2和Γ=(46.1±3.2±2.5)MeV,与带电道e+e-→π+π-J/ψ过程中观测的质量和宽度相符合。受数据统计量的限制,仅发现了在4.32 GeV附近共振态结构存在的证据,其统计显著性为4.5σ。通过对四个大统计量能量点(?)s = 4.2263,4.2357,4.2438和4.2580 GeV的e+e-→π0π0J/ψ数据样本分波分析,论文测量出Z0c(3900)自旋宇称为JP=1+,相对于其它自旋宇称假设(JP = 0-1-,2+,2-)的统计显著性大于6σ。如果Zc0(3900)用Flatte-like函数描述,在固定g2/g1 = 27.1时,其耦合常数g1 =0.066±0.008±0.013与带电过程测量结果在误差范围内一致。对应极点位置为M=(3895.1±4.7±11.4)-i(28.4±4.0±13.7)MeV/c2,其中第一和第二项分别对应统计和系统误差。从分波分析结果中提取出e+e-→π0Zc0(3900)→π0π0J/ψ相对于e+e-→π0π0J/ψ过程的分支比,并由公式σπ0Z0c(3900)=R×σπ0π0J/ψ 计算出对应Y(4220)附近的截面。由于统计量的限制,很难就Y(4220)与Zc0(3900)的产生是否相关给出定论。未来更大统计量的数据将有望更进一步研究清楚Y与Z粒子的产生机制和相互关联性。此外,论文还对提高中性径迹,尤其是(反)中子的探测效率进行了研究。中性径迹的粒子鉴别(PID)在以中性粒子为主的物理过程中十分重要,但方法十分有限。比如在北京谱仪Ⅲ实验上通常根据径迹在电磁量能器(EMC)中沉积能量谱形来区别(反)中子和光子,但鉴别效率很低。飞行时间计数器(TOF)通常用于测量带电径迹的飞行时间,并用于带电粒子的鉴别。中性径迹在TOF的击中信息也可以用于测量中性径迹的飞行时间,这将为中性径迹的鉴别提供一种新的方法;同时将有效提高中性径迹,尤其是中子和反中子的探测效率。在本论文中,我们基于北京谱仪Ⅲ上TOF击中信息开发了新的算法来测量中性径迹的飞行时间。通过控制样本J/ψ→pnπ-+c.c.和J/ψ-→π+π-π0 提供的中性径迹样本,重建了中子、反中子及光子的飞行时间并研究了其重建效率。