【摘 要】
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标准模型中,半轻衰变与纯轻衰变已经得到了很好的研究。他们的衰变率正比于描述夸克味道本征态与弱相互作用本征态的混合矩阵元（CKM矩阵元）和描述初末态夸克之间强相互作用的衰变常数及形状因子的乘积。由于粲夸克的质量没有轻到可以使用微扰展开,也没有重到适用于重夸克理论,理论上对于粲介子衰变相关的衰变常数与形状因子计算一直精度不高。近年来计算资源的迅猛发展使得格点量子色动力学（LQCD）方法得到了长足的进步
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标准模型中,半轻衰变与纯轻衰变已经得到了很好的研究。他们的衰变率正比于描述夸克味道本征态与弱相互作用本征态的混合矩阵元（CKM矩阵元）和描述初末态夸克之间强相互作用的衰变常数及形状因子的乘积。由于粲夸克的质量没有轻到可以使用微扰展开,也没有重到适用于重夸克理论,理论上对于粲介子衰变相关的衰变常数与形状因子计算一直精度不高。近年来计算资源的迅猛发展使得格点量子色动力学（LQCD）方法得到了长足的进步。利用LQCD方法得到的衰变常数与形状因子精度越来越高,同时也亟需实验上对于粲介子纯轻与半轻衰变更为精确的测量以检验非微扰QCD计算并利用更为精确的理论输入提高夸克混合矩阵元的测量精度。此外,标准模型中不同代轻子与规范玻色子应当具有同样的耦合强度,也被称为轻子普适性（LFU）。理论上通过计算末态到不同代轻子的纯轻与半轻衰变的分支比比值可以消除掉强子流计算中的大部分不确定性,这使得轻子普适性成为检验标准模型十分理想的场所。在一些超出标准模型的新物理模型中,轻子普适性可能遭到破坏,此外最近人们在B介子半轻衰变的多个实验中观测到了轻子普适性破坏的迹象,使得轻子普适性成为寻找新物理的热门领域。同时,在粲介子衰变中检验轻子普适性对于检查此前的实验结果并为寻找新物理提供进一步的证据也变得尤为重要。北京谱仪Ⅲ（BESⅢ）是一个运行在第二代北京正负电子对撞机（BEPCⅡ）上的高性能探测器。BEPCⅡ工作在τ-粲能区,设计亮度为1.0 × 1033 cm-2S-1,是目前世界上该能区亮度最大的正负电子对撞机。BESⅢ探测器从2009年开始取数,采集到了目前世界上最大的DD阈值附近的数据样本,为粲介子衰变的研究提供了有力的工具。利用BESⅢ探测器在2010和2011年采集的2.93 fb-1质心能量为3.773 GeV的数据,我们通过D0衰变中分支比最大的半轻衰变D0→/K-l+vl对轻子普适性进行了检验。D0→K-e+ve衰变此前已经有过很好的测量,而相比之下D0→K-μ+vμ衰变的研究仍需要改善。我们测量得到了D0→K-μ+vμ衰变的分支比,结果为（3.413±0.019stat±0.035syst）%。同时通过对该过程局部衰变率的研究测量得到了形状因子零点值与夸克混合矩阵元的乘积f+D→K（0）|Vcs|=0.7133±0.0038stat±0.0030syst。这些结果与世界上其它实验的测量都是相一致的。输入LQCD计算的形状因子零点值,我们得到|Vcs|=0.955±0.005stat±0.004syst±0.024LQCD;类似的,输入根据 CKM 矩阵幺正性拟合得到的| Vcs|,我们得到f+D→K（0）=0.7327±0.0039stat±0.0030syst。测量给出了 D0→K-μ+vμ与 D0 →K-e+e 的分支比比值为 0.974±0.007stat±0.012syst,该结果与标准模型轻子普适性的理论预期相一致。此外为了对新物理效应有更高的敏感度,我们还在不同的相空间区间内对轻子普适性进行了检验,在目前的统计量下没有发现其破坏的迹象。对CKM矩阵元的精确测量有助于我们检验夸克混合矩阵的幺正性,然而通过D介子半轻衰变来测量夸克混合矩阵元受限于形状因子的理论计算精度。近年来LQCD对于D介子衰变常数的计算精度已经达到0.2%,这也使得Ds+的纯轻衰变成为实验上直接测量|Vcs|的最佳场所。利用BESⅢ探测器在2016年采集的3.19 fb-1质心能量为 4.178 GeV 的数据,我们测量得到了 B（Ds+→μ+vμ）=（0.549±0.016stat±0.015syst）%,以及Ds+衰变常数与夸克混合矩阵元的乘积fD+|Vc。|=246.2±3.6stat±3.5syst MeV。输入LQCD计算的衰变常数,我们得到|Vcs|=0.985±0.014stat±0.014syst;类似的,输入根据CKM矩阵幺正性拟合得到的|Vcs|,我们得到fDs+=252.9±3.7stat±3.6syst MeV。这是实验上对这些常数最精确的单次测量。同样我们结合目前Ds+→τ+vτ分支比的世界平均值得到B（Ds+→τ+vτ）/B（Ds+→Dμ+vμ）=9.98±0.52,该结果与轻子普适性的预期相一致。
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