【摘 要】
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量子色动力学（QCD）是描述强相互作用的基本理论,其在高能量下“渐进自由”的性质已被大量实验证实,可以采用微扰QCD求解。在低能区,由于夸克、胶子之间的强耦合效应,基于微扰论的QCD理论方法不再适用。其中“色禁闭”的来源和机制是粒子物理长期以来最重要的研究课题之一。强子谱学建立了实验观测与QCD在非微扰能区有效自由度的联系。对于发展唯象模型和研究非微扰QCD理论有着重要意义。粲重子衰变的研究也为理
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量子色动力学（QCD）是描述强相互作用的基本理论,其在高能量下“渐进自由”的性质已被大量实验证实,可以采用微扰QCD求解。在低能区,由于夸克、胶子之间的强耦合效应,基于微扰论的QCD理论方法不再适用。其中“色禁闭”的来源和机制是粒子物理长期以来最重要的研究课题之一。强子谱学建立了实验观测与QCD在非微扰能区有效自由度的联系。对于发展唯象模型和研究非微扰QCD理论有着重要意义。粲重子衰变的研究也为理解非微扰QCD的动力学、深入理解弱相互作用在重子衰变中的动力学机制、检验理论模型的有效性提供了重要平台。受实验数据量的限制,粲重子的研究发展相对缓慢,尤其是Cabibbo压低的衰变过程,目前理论上计算非微扰效应的唯象模型尚不完善。因此,粲重子衰变分支比的精确测量有助于理解粲重子的内部动力学,为唯象理论模型提供重要的输入信息。基于BESⅢ在质心系能量√s=4.599-4.950 GeV下采集的6.44 fb-1 e+e-对撞数据,利用单标记的方法,对单Cabibbo压低的Λc+→ΛK+衰变进行研究。测量单Cabibbo压低的Λc+→ΛK+相对于Cabibbo允许的Λc+→Λπ+的参考道的分支比为R=B（Λc+→Λk+）/B（Λc+→Λπ+）=（4.78±0.34±0.20）%。综合 PDG 中Λc+→Λπ+的世界平均值计算出B（Λ2c+→ΛK+）=（6.21±0.44±0.26±0.34）×10-4。该结果相比于BaBar和Belle实验的测量结果更精确,极大地提高了 PDG平均值的精度。BESⅢ测量的B（Λc+→ΛK+）较SU（3）味对称模型、组分夸克模型、流代数模型的预言值显著偏低～40%。理论上可因子化的部分可以被精确计算,因此可以定量给出不可因子化部分对相对分支比测量的贡献Rnon-fac=R-Rfac=-（2.65±0.42）%。研究结果表明在Λc+衰变中不可因子化部分的贡献不可忽略且在目前的理论计算中被严重低估。强子谱学的实验研究为理解QCD在非微扰能区的有效自由度和强子内部结构提供了重要的信息。在传统的夸克模型中,介子由一对正反夸克组成,重子由三个夸克组成,而超出这一图象的强子则被称为奇特强子态。例如体现胶子自由度的胶球（gg,ggg）和混杂（qqg）和体现夸克自由度的多夸克态（qqqq）。奇特强子态的寻找和研究是定量检验非微扰能区强相互作用和深入理解夸克禁闭的重要途径。胶球是体现胶子自由度的奇特强子态,具有常规量子数,容易与普通介子发生混合。为甄别胶球与普通介子,一方面需要系统地研究介子谱,找出超出夸克模型预期的额外共振态。另一方面通过测量各个共振态的质量、宽度、自旋、宇称、衰变分支比等性质,探索难以用夸克模型解释的反常性质。J/Ψ→γX,X→γV（V是矢量介子ω,ρ,φ）是味道滤波的过程,将为揭示中间共振态X的夸克成分提供重要信息。基于BESⅢ上采集的10亿J/Ψ实验数据,采用分波分析方法,利用协变张量振幅对J/Ψ→γγφ,φ→K+K-过程进行研究,以超过5σ的显著性观测到共振态 f1（1285）,f1（1420）,η（1475）,f1（1510）,f2（1525）,X（1835）,f2（1950）,f2（2010）,f0（2200）。分波分析结果表明1.4 GeV/c2附近的结构不仅有η（1475）还包含f1（1420）的贡献。其中观测到的η（1475）的质量宽度为1422.0±2.1-7.1+4.3 MeV/c2,86.3 ± 2.7-17.1+3.7 MeV,测得的分支比为 B（J/Ψ → γη（1475）→γγφ）=（3.57±0.18-0.55+0.51）× 10-6。分析结果也证实了 X（1835）的存在,其观测质量宽度分别为 1849.3±3.0-10.0+5.4 MeV/c2,179.6±8.7-24.9+15.9 MeV,分支比为 B（J/Ψ→γX（1835）→ γγφ）=（3.37 ± 0.19-1.00+0.59）× 10-6。以12.9σ的显著性首次观测到ηc→γφ的衰变模式,并给出衰变分支比B（J/Ψ→γηc→γγφ）=（2.08±0.26-0.62+0.32）× 10-7。该过程的发现将为理解ηc的性质和衰变机制提供有用的信息。另外,在γφ的不变质量谱上没有观测到明显的η（1295）,η（1405）,η1（1855）和X（2370）信号,我们在90%的置信度水平下给出前述共振态的上限。
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