【儀表網 研發快訊】近日，物理學頂級學術期刊《物理評論快報》在線發表了武漢大學物理科學與技術學院孫亮課題組在粲物理實驗研究上取得的重要進展，論文題為“Search for Rare Decays of Ds+to Final States π+e+e-, ρ+e+e-, π+π0e+e-, K+π0e+e-, and KS0π+e+e-”。該成果首次對奇異粲介子到正負電子對末態的四體衰變進行了研究，并找到了Ds+→ ρ+?(→e+e-)衰變的跡象。
按照高能物理學界的慣例，該論文由北京譜儀III合作組全體成員依作者姓氏英文字母順序共同署名。物理科學與技術學院孫亮教授團隊的博士后姜候兵、本科生黃志園和劉雪吟為論文實質貢獻者，主導完成了論文相關研究工作；姜候兵是論文的實際通訊作者，負責了論文撰寫及投稿工作；主要貢獻者還包括物理科學與技術學院副教授蔡浩。該項工作同時也被北京譜儀III國際合作組在主頁予以高亮報道。
尋找超出標準模型的新物理是當前粒子物理領域的一個至關重要的問題。通過重味強子到雙輕子末態的味改變中性流過程可以對新物理進行間接尋找，相比直接尋找能夠偵測到更高的能標。孫亮課題組利用北京譜儀III實驗在粲閾值附近(正負電子對撞質心能量在4.128-4.226 GeV區間)采集到的積分亮度為7.33 fb-1的實驗數據，對奇異粲介子到包含正負電子對(e+e-)的一系列四體衰變道進行了首次尋找，填補了相關實驗研究的空白。在e+e-不變質量為0.98-1.04 GeV區間(?介子質量附近)，本工作給出了Ds+→π+?(→e+e-)和Ds+→ ρ+?(→e+e-) 兩個過程的分支比，精度均在10-6量級，分別為世界最高精度和首次測量。
通過擬合北京譜儀III實驗數據分別提取了38.2+7.8-6.8個Ds+→π+?(→e+e-)信號和37.8+10.3-9.6個Ds+→ ρ+?(→e+e-)信號。本工作還對Ds+→π+π0e+e-, Ds+→K+π0e+e-, Ds+→KS0π+e+e-等衰變的分支比首次給出了上限，均在10-5量級。本工作加深了我們對粲介子到雙輕子末態長程貢獻的理解，并且可以用來檢驗與c → u l+l-和Ds+→V γ 過程相關的理論計算。
本工作得到了海外高層次人才計劃和國家自然科學基金重大項目的支持。
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