近日,粒子物理团队在BESIII实验数据分析领域取得重要进展,相关研究发表在知名期刊《Physical Review D》上,题为“Cross section measurement of e^+ e^- à f_1(1285) pi^+ pi^- at center-of-mass energies between 3.808 and 4.951 GeV”(//doi.org/10.1103/567d-cv9k)。粒子物理实验论文需要整个合作组的共同努力,根据国际惯例,粒子物理实验方向发表的论文作者按姓氏字母排序,因此没有传统的第一作者、通讯作者。一篇论文的实际具体工作通常为合作组内多家单位合作研究,本文由91官网
、中国科学技术大学、德国美因茨亥姆霍兹研究所、北京航空航天大学及中国科学院高能物理研究所合作完成,91官网
研究生许皓月(现于北京航空航天大学博士在读)为实际第一作者,91官网
孟召霞副教授为指导教师。

粲偶素是研究非微扰量子色动力学的理想场所。4 – 5 GeV能量区间存在多个(类)粲偶素共振态,对它们衰变到轻强子末态过程进行研究可以用来验证不同的理论模型。对e^+ e^- à f_1(1285) pi^+ pi^-这一轻强子末态过程的产生截面进行测量,并对4 – 5 GeV能量区间内(类)粲偶素衰变到f_1(1285) pi^+ pi^- 的可能性进行研究,可为非微扰量子色动力学理论研究提供重要的数据基础。另外,轴矢量的跃迁形状因子在缪子反常磁矩理论计算中强子光-光散射贡献部分至关重要,而e^+ e^- à f_1(1285) pi^+ pi^- 过程的精确测量可为获取轴矢量跃迁形状因子提供数据输入。本文利用BESIII探测器采集的质心能量3.808 – 4.951 GeV范围内的e^+ e^-对撞数据进行分析,涉及45个能量点共计500亿数据量,研究工作测量了各个能量点处e^+ e^- à f_1(1285) pi^+ pi^- 过程的产生截面。对于3.808 – 4.550 GeV区间相比于以往实验,本文测量精度提高了2倍,对于4.550 – 4.951 GeV区间,本文研究结果是该过程的首次测量。对e^+ e^- à f_1(1285) pi^+ pi^- 产生截面线形状进行仔细研究,没有发现明显共振态结构,已知共振态衰变到f_1(1285) pi^+ pi^- 的显著度很小,该结论表明(类)粲偶素衰变为轻强子末态f_1(1285) pi^+ pi^- 的概率较小,这为理解(类)粲偶素内部结构和衰变动力学机制,以及非微扰量子色动力学理论提供了重要的实验数据。


撰稿:孟召霞 编辑:弋媛 审核:王晓