粲偶素辐射跃迁及不可见衰变的寻找

发布时间：2018-03-09 07:38

  本文选题：北京谱仪Ⅲ　切入点：标准模型　出处：《南京大学》2015年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：粲偶素能谱及其衰变是研究处于微扰和非微扰QCD能区之间的过渡区域的强相互作用动力学的理想场所。在过去的几十年间,粲偶素能谱及其衰变的测量取得了一系列重大的成果,为唯象模型提供了重要的实验约束。ψ(3770)是位于粲介子对打开阈值之上的最轻的粲偶素共振态,被认为是由13D1和23S1态混合而成的面系统。ψ(3770)曾被认为几乎全部衰变到纯净的DD末态,直到BES合作组观测到了首个非DD强子衰变模式寻找其他的非DD衰变已经成为了近些年来的热门课题。中间态介子圈模型给出了这两个非DD衰变分宽度的理论计算：和此理论模型给出的误差范围较大,急需实验测量的结果给予检验。最近,BEPCⅡ上的BESⅢ探测器在3.773 GeV上累积采集到积分亮度为2.92 fb-1的数据,这就为我们观测ψ(3770)和ηc(ηc(2S))之间的辐射跃迁提供了机会。综合考虑到的衰变率和本底水平,在BESⅢ上我们选择利用的衰变模式作为首次尝试来寻找ψ(3770)辐射跃迁到过程。由于没有观测到明显的信号事例,我们给出了90%置信度水平的联合分支比上限：如果结合我们的结果和的世界平均测量值,我们得到90%置信度水平的分支比上限：此测量的分支比上限值在理论预期的范围之内,但是并不能挑战理论预言。在此分析中,我们也利用衰变模式测量了E1跃迁过程的分支比作为分析方法的检查,利用过程测量了强子衰变的分支比,结果分别所测量的的结果在倍标准误差范围内是一致的,然而,测量的值在一倍标准误差范围内不一致。夸克偶素(比如J/ψ、T等)以及其他介子的不可见衰变为寻找标准模型(SM)之外的新物理提供了平台。这是因为在标准模型框架下,唯一允许的夸克偶素不可见衰变模式是通过湮灭成一个虚Zo玻色子衰变到中微子对vv。标准模型同时也预言了分支比：然而,如果实验上观测到信号的增强,将意味着标准模型之外的新物理的存在。比如通过传递一个自旋为1的电中性规范玻色子U衰变到轻暗物质(LDM)粒子,可以极大地提高夸克偶素的不可见衰变率。这就是我们寻找J/ψ不可见衰变的动机。我们利用BESⅢ获取的衰变事例,通过ψ(2S)→π+π-J/ψ跃迁过程来研究J/ψ粒子的不可见衰变。我们从事例中重建出两个低动量的π介子,利用π+π-的反冲不变质量谱标记J/ψ粒子,并要求在π+π-J/ψ候选事例中没有多余可探测的粒子。同时,我们也遍举重建出事例,通过计算相对分支比B(J/ψ→invisible)/B(J/ψ→μ+μ-)来减少系统误差。扣除相应的本底后,我们并没有发现明显的不可见衰变事例,因此给出90%置信度水平的相对分支比上限：由于数据统计量的提高和分析方法的改善,与之前BESⅡ的测量结果相比,我们给出的上限几乎提高了一个数量级,更加接近于标准模型的预言。
[Abstract]:Charmonium energy spectrum and its decay are ideal places to study the dynamics of strong interaction in the transition region between perturbation and non-perturbation QCD energy regions. A series of important achievements have been obtained in the measurement of charmonium energy spectrum and its decay, which provide important experimental constraints for phenomenological models. 蠄 _ (3770) is the lightest charmed resonance state located above the opening threshold of charm mesons. The surface system, considered to be a mixture of 13D1 and 23S1 states, was once thought to decay almost entirely to the pure DD end state. Until the BES cooperative group observed the first non-DD Hadron decay model, the search for other non-DD decays has become a hot topic in recent years. The meson ring model of intermediate states gives the theoretical calculation of the widths of these two non-DD decays. And the theoretical model gives a wide range of errors, The results of experimental measurements are urgently needed to be verified. Recently, the BES 鈪，

本文编号：1587580