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北京谱仪III合作组发表D介子衰变最精确强相差测量结果

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更新时间:2020-06-17 12:30

      近日,北京谱仪III(BESIII)合作组完成了当前国际上最精确的中性D介子衰变到强子末态KS/Lπ+π- 的强相差实验测量,相关研究成果已于6月15日在线发表在《Physical Review Letters》和《Physical Review D》上。国家高能物理科学数据中心提供了全部的数据和科学计算服务。 
  强相位产生于衰变末态强子之间的相互作用,它不能通过理论计算得到可靠的结果,只能通过实验测量得到。BESIII文章报告的强相差反映了中性D介子和它的反粒子同时衰变到相同强子过程所产生的强相位的差值。在所有可能的强子末态中,KS/Lπ+π- 的强相差是当前国际上最关心的参数,一直以来备受国际味物理同行专家的广泛关注。   
  2009和2010年,美国克利奥实验(CLEO)首次测量了该强相差参数。然而受限于CLEO实验的数据样本,实验结果的系统误差较大。如何降低误差是当前和今后高能味物理实验的重要目标。BESIII数据来自北京正负电子对撞机e+e-对撞产生的数据,所有的数据均存放在国家高能物理科学数据中心。本次实验分析利用了ψ(3770)的数据。为了最大限度地挖掘数据的潜力,BESIII合作组的数据分析团队通过多种方法改进数据分析技术,引入更多的单标记衰变过程以增加信号的统计量、拓展部分重建分析技术以提高信号过程的探测效率、首次在测量中修正区间迁移效应的影响以降低测量值与真实值之间的偏离等。 
对比之前的CLEO实验,BESIII实验在数据分析中的这些改进工作对提高强相差参数的实验测量精度起到了重要作用,并获得了当前国际上实验测量精度最高的中性D介子及其反粒子衰变到KS/Lπ+π- 的强相差参数。利用BESIII的强相差参数测量值作为输入,预期可以将实验误差降低世界最低水平。在未来10年内,BESIII精确测量的强相差参数可以确保大型强子对撞机底夸克实验(LHCb)和贝尔II(Belle II)实验上的γ测量精度不受强相差输入精度的限制。此外,BESIII的强相差测量工作也对味物理实验中正在开展的一系列γ测量工作及相关的其它实验测量有着深远的影响。 

  BESIII合作组论文: 
  https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.124.241802 
  https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.101.112002 

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