近日,我校物理学院青年教师李惠静在国际权威期刊Physical Review Letters上发表了题为“Measurement of the Absolute Branching Fraction of Ds+→τ+νviaτ+→e+νν”的研究论文,是我校BESIII实验团队在Ds+介子的纯轻衰变研究方面取得的重要进展,也是我校物理学科建设的重大突破性成果。
在标准模型下,Ds+介子的纯轻衰变Ds+→l+ν(l=e,μ,τ)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+ν,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为我们提供了一个干净的平台来研究Ds+介子的纯轻衰变过程,进而精确抽取Ds+介子的衰变常数fDs+,以此精确检验格点QCD的计算。研究团队利用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τ+→e+νν,精确测量了Ds+→τ+ν的绝对分支比BF(Ds+→τ+ν)=(5.27±0.10±0.12)×10-2,提取出fDs+=(251.1±2.4±3.0) MeV,是目前世界上单次测量最精确的结果。再结合BESIII实验通过τ+→π+ν和τ+→π+π0ν两个过程测量的BF(Ds+→τ+ν)结果和世界平均值,可以使fDs+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BF(Ds+→τ+ν)和当前的世界平均值BF(Ds+→μ+ν),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,检验了标准模型的轻子普适性假设。
我校物理学院青年教师李惠静为本论文第一作者,betway官方app 为第一完成单位。该工作受到国家自然科学基金、河南省自然科学基金、中科院粒子物理前沿卓越创新中心和河南省特色骨干学科群等项目的支持。
Physical Review Letters即《物理评论快报》,简称PRL,是由美国物理学会创办的物理学领域旗舰刊物,在物理学界享有极高的声誉。该刊物的宗旨是发表物理学领域最好和最具广泛兴趣的论文,推动物理学的发展。
论文链接:
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.127.171801
(物理学院 李惠静 张浩兴)