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南京大学BESIII实验团队陈申见教授课题组科研工作新进展

永利,近日,我校物理学院北京谱仪实验团队陈申见教授课题组科研工作再次取得重要进展,最新研究成果以“Measurement
of the absolute branching fraction of the inclusive semileptonic
Λc+decay”为题发表在Phys .Rev. Lett. 121, 250801
,作者是课题组黄晓忠博士。

自从Λc重子于1979年被实验发现以来,其强衰变的模式已被广泛地研究,然而对其半轻衰变的研究非常稀少,目前实验只观测到Λc+→Λl+νl
这一种半轻衰变模式。通过比较遍举衰变分支比 Br(Λc+→Λe+νe)
和单举半轻衰变分支比Br(Λc+→Xe+νe),可以为寻找尚未观测到的Λc半轻衰变模式指明方向。此外Λc和D介子的寿命主要由粲夸克的弱衰变主导,因此Λc的单举半轻衰变宽度和D的单举半轻衰变宽度有很强的关联。理论上通过不同的方法预言了Λc和D的单举半轻衰变宽度的比值。精确测量Λc的单举半轻衰变分支比,有助于区分不同的理论模型,并为理解Λc的衰变动力学提供实验依据。

实验上只有MarkII合作组在1982年测量了Λc的单举半轻衰变分支比。受限于数据样本,MarkII的结果依赖于诸多假设。研究团队利用BESIII探测器在质心能量4.6
GeV处采集的总积分亮度为567
pb-1的正负电子对撞数据和双标记的方法,精确测量了Λc单举半轻衰变的分支比,该结果不依赖MarkII所作的假设。该研究表明Λc+→Xe+νe是Λc半轻衰变的主要模式,这也是实验上尚未观测到Λc其他半轻衰变模式的部分原因。此外,研究团队根据Λc和D的单举半轻衰变宽度的比值,有效地区分了不同理论的预言。下图展示了实验室系中Λc单举半轻衰变产生的电子动量谱的拟合图。带误差棒的是实验数据,蓝色曲线是总的拟合结果。从图中可以看到明显的信号过程。

永利 1

以上研究工作是我校BESIII实验团队与中科院高能所合作完成,物理学院黄晓忠博士在导师指导下独立完成了实验数据分析、结果获得和文章撰写,是论文的通讯作者和实际第一作者。研究团队特别感谢基本粒子与相互作用协同创新中心、中科院粒子物理前沿卓越创新中心的支持,以及科技部国家重点研究计划、国家自然科学基金委大科学装置重点项目的资助。

(物理学院 科学技术处)

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