BESⅢ上XcJ→p(?)的测量与ηc(2S)→p(?)的寻找

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粲偶素是一对正反粲夸克组成的束缚态,由于量子色动力学(QCD)描述强相互作用的非微扰理论在粲偶素能区有很大不确定性,所以研究粲偶素对完善标准模型有重要意义。其中粲偶素(?)(3686)可以通过e)+e-)对撞湮灭产生,进而发生辐射跃迁,产生大量的XcJ(XcJ指的是Xc0,1,2。XcJ是p-波三重态粲偶素,可用来验证螺旋度选择定则(Helicity selection rule)。理论中指出XcJ衰变成p(?)时,除非正反质子对的螺旋度为0,否则分支比会被严重压低,而BESⅢ这个过程就是螺旋度选择定则禁戒的过程,理论预言分支比为0,但BESIII测量出了较大的分支比,同样对于XcJ→p(?)理论预言与实验测量也有差异。这些矛盾都为我们研究粲偶素能区的QCD指出了方向。为了更好地研究粲偶素衰变机制、理解螺旋度选择定则,有必要给出精确的XcJ→p(?)地测量。因此我们精确测量了XcJ→p(?)这三个过程的分支比,这可以帮助理解XcJ→p(?)的衰变性质。并且我们还测量了XcJ→p(?)角分布,这可以帮助获得关于这些过程的动力学信息。北京正负电子对撞机可以对撞产生高质量的(ψ)(3686),在09年和12年采集了448.1M的(ψ)(3686)数据样本,这是世界上最大的(ψ)(3686)数据样本,如此大的数据统计量为我们的精确测量提供了条件。经过在衰变链(ψ)(3686)→yXcJXcJ→p(?)中测量了衰变道XcJ→p(?)测量地XcJ→p(?)的分支比为(24.75±0.39±0.99)×10-5、(7.87±0.19±0.37)×10-5、(8.04±0.20±0.33)×10-5。这个结果是目前世界上最精确的结果并且和BESⅢ之前的数据结果相符合,但是统计误差与系统误差都降低了。这些结果有助于我们更好理解粲偶素家族粒子衰变机制,理解理论与实验的偏差,进而修正理论模型。我们还测量了XcJ→p(?)的角分布,测量结果为aXcJ→p(?)=0.04±0.06±0.03、-0.40±0.08±0.04、-0.34±0.10±0.04,这个结果相比于之前BESⅢ的结果精确度有了显著的提高,这也是目前世界上最精确的结果。对于所有展示的结果,第一项是中心值,第二项是统计误差,第三项是系统误差。我们还寻找了ηc(2s)→p(?)这个过程,因为ηc(2s)→p(?)也是可能存在的衰变道,并且有文章指出ηc(2s)的波函数如果存在量子数为0-+的胶球,那么ηc(2s)→p(?)有可能存在较大的分支比,但经过寻找并没有发现这个过程。
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