10月19日,《物理评论快报》(Physical Review Letters)发表了北京正负电子对撞机上北京谱仪(BESIII)实验精确测量的D
s+介子的衰变常数f
Ds+的成果 [Phys. Rev. Lett. 127, 171801 (2021)],这是目前世界上单次测量最精确的结果。
在标准模型中,D
s+介子的纯轻衰变
![](http://www.ihep.ac.cn/xwdt/gnxw/2021/202110/W020211022578677874150.png)
是通过初始的正反夸克湮灭为一个虚W
+玻色子,随后再衰变为l
+n,是探索非微扰量子色动力学(QCD)效应的黄金过程。利用阈值附近采集的数据,BESIII提供了一个干净的平台来研究D
s+介子的纯轻衰变过程,进而精确抽取D
s+介子的衰变常数f
Ds+, 以此精确检验格点QCD的计算。
在文章中,BESIII实验团队利用BESIII探测器在能量点为4.178-4.226 GeV处采集的积分亮度为6.32 fb
-1的数据样本,通过
![](http://www.ihep.ac.cn/xwdt/gnxw/2021/202110/W020211022591977943471.png)
,精确测量了
![](http://www.ihep.ac.cn/xwdt/gnxw/2021/202110/W020211022594210627598.png)
的绝对分支比
![](http://www.ihep.ac.cn/xwdt/gnxw/2021/202110/W020211022578678107747.png)
,提取出f
Ds+=(251.1±2.4±3.0) MeV,是目前世界上单次测量最精确的结果。结合BESIII实验通过
![](http://www.ihep.ac.cn/xwdt/gnxw/2021/202110/W020211022578678172639.png)
两个过程测量的
![](http://www.ihep.ac.cn/xwdt/gnxw/2021/202110/W020211022590797085083.png)
结果和世界平均值,可以使f
Ds+的测量精度达到1.1%, 这里50% 以上的贡献来自本次的测量结果。利用更新之后的世界平均值
![](http://www.ihep.ac.cn/xwdt/gnxw/2021/202110/W020211022590797171367.png)
和当前的世界平均值
![](http://www.ihep.ac.cn/xwdt/gnxw/2021/202110/W020211022593071029466.png)
,可以得到两者的比值为9.67±0.34,这一结果与标准模型的预期值9.75±0.01在实验精度范围内一致,对于标准模型的轻子普适性假设检验具有重要科学意义。
更多信息:
在线发表文章链接:
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.127.171801
INSPIRE数据库:https://inspirehep.net/literature/1867208
![](http://www.ihep.ac.cn/xwdt/gnxw/2021/202110/W020211022572310671176.png)
图1 红色的填充图是文章中信号的分布情况
![](http://www.ihep.ac.cn/xwdt/gnxw/2021/202110/W020211022572310783958.png)
图2 本文章的测量结果(红色)是目前世界上单次测量最精确的结果