科学家利用高能物理科学数据首次观测到多个含中子末态的粲重子衰变
文章来源：国家高能物理科学数据中心
更新时间：2023-02-14 15:09
中国物理C杂志（CPC）2023年第2期封面故事介绍了北京谱仪III (BESIII) 实验观测到多个含中子末态的粲重子衰变。文章基于 BESIII 探测器于质心系能量4.6至4.7GeV之间采集到的积分亮度为4.5fb^1的实验数据，首次观测到了单卡比玻压低过程Λ_c^+→nπ^+ π^0,nπ^+ π^- π^+, 以及卡比玻允许过程Λ_c^+→nK^- π^+ π^+，并测量了其绝对衰变分支比。相关测量结果对于理解粲重子的衰变性质提供了重要的实验信息。
图1：CPC封面文章
现代粒子物理标准模型将宇宙的构成用61种基本粒子（包括反粒子在内）来描述。在这些基本粒子之中，夸克通过强相互作用形成强子。质子和中子是众多强子中大家最熟悉的，它们属于强子中的一个大类被称为重子，由三个夸克组成。
Λ_c^+是粲重子谱中质量最轻的成员，其质量约为质子质量的2.5倍，质量差别主要来自质子中的上夸克换成了较重的粲夸克。研究Λ_c^+衰变不仅可以用来检验弱作用理论，更重要的是可以利用粲重子的跃迁来检验强相互作用机制。Λ_c^+粲重子是粲重子谱的基石，对Λ_c^+粲重子以及粲重子谱知识的积累，将为底重子谱和底重子衰变到Λ_c^+粲重子的研究提供重要的输入信息。
图1：CPC封面文章
现代粒子物理标准模型将宇宙的构成用61种基本粒子（包括反粒子在内）来描述。在这些基本粒子之中，夸克通过强相互作用形成强子。质子和中子是众多强子中大家最熟悉的，它们属于强子中的一个大类被称为重子，由三个夸克组成。
Λ_c^+是粲重子谱中质量最轻的成员，其质量约为质子质量的2.5倍，质量差别主要来自质子中的上夸克换成了较重的粲夸克。研究Λ_c^+衰变不仅可以用来检验弱作用理论，更重要的是可以利用粲重子的跃迁来检验强相互作用机制。Λ_c^+粲重子是粲重子谱的基石，对Λ_c^+粲重子以及粲重子谱知识的积累，将为底重子谱和底重子衰变到Λ_c^+粲重子的研究提供重要的输入信息。
图2: Λ_c^+粲重子的夸克组分示意图
到目前为止，实验上测量了许多Λ_c^+粲重子的衰变分支比，但是由于中子难以探测，仍然有很多末态含有中子的Λ_c^+粲重子衰变未被观测到。精确测量末态含有中子的Λ_c^+粲重子衰变分支比，对于验证粲重子领域的同位旋对称性以及SU(3)对称性具有重要作用。
我们上面提到的含粲重子Λ_c^+，正好处在BESIII数据的能区范围，可以对其产生和衰变性质进行高精度的测量。由于阈值数据的独特性质，区别于其它的强子对撞或者高能区对撞实验数据，BESIII数据对Λ_c^+的研究将会极大地推动粲物理领域的发展。
国家高能物理科学数据中心长期以来为科学家提供BESIII数据，包括数据汇交与长期保存、物理数据重建与数据分析、物理模拟计算等。长期稳定的数据服务为科学发现作出了重要贡献。
到目前为止，实验上测量了许多Λ_c^+粲重子的衰变分支比，但是由于中子难以探测，仍然有很多末态含有中子的Λ_c^+粲重子衰变未被观测到。精确测量末态含有中子的Λ_c^+粲重子衰变分支比，对于验证粲重子领域的同位旋对称性以及SU(3)对称性具有重要作用。
我们上面提到的含粲重子Λ_c^+，正好处在BESIII数据的能区范围，可以对其产生和衰变性质进行高精度的测量。由于阈值数据的独特性质，区别于其它的强子对撞或者高能区对撞实验数据，BESIII数据对Λ_c^+的研究将会极大地推动粲物理领域的发展。
国家高能物理科学数据中心长期以来为科学家提供BESIII数据，包括数据汇交与长期保存、物理数据重建与数据分析、物理模拟计算等。长期稳定的数据服务为科学发现作出了重要贡献。
期刊文章链接：
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1674-1137/ac9d29
文章来源：现代物理知识杂志
https://mp.weixin.qq.com/s/0jGPVRoD_06_7IPwfFToFQ