BESIII上正反超子对关联产生及其衰变的实验研究
批准号:
11935018
项目类别:
重点项目
资助金额:
340.0 万元
负责人:
李海波
依托单位:
学科分类:
重味物理
结题年份:
2024
批准年份:
2019
项目状态:
已结题
项目参与者:
李海波
中文摘要
2019年2月11日北京谱仪III实验圆满完成J/psi粒子数据获取,至此BESIII已经获取了100亿J/psi衰变事例。正负电子对撞产生的矢量J/psi粒子衰变到自旋为1/2的超子对是量子关联过程,正反超子对处于C宇称为-1的状态,故此可以用来研究超子产生中的CP破坏、超子的极化效应。正是因为不同螺旋振幅之间的干涉效应,我们才可以直接测量正反超子产生中的CP破坏,还可以测量正反超子弱衰变中的CP破坏。该测量直接与正反物质不对称,特别是重子数不守恒相关联。在BESIII收集的100亿J/psi事例中,可以重建几百万奇异超子,测量CP破坏的精度可以达到千分之一以下水平,而这一精度可以用来检验标准模型以及新物理模型。 同时,海量正反超子对产生可以允许测量奇异超子的半轻子、辐射、稀有和禁闭的衰变模式,来精确检验标准模型和新物理。
英文摘要
On Feb. 11 2019, BESIII experiment have collected about 10 billion J/psi decays. In the e+e- machine, the system of baryon anti-baryon pair in the J/psi decays is quantum correlated with C= -1. Therefore, we are allowed to measure CP violation in both hyperon pair production and their decays, which is benefit from the transverse polarization of hyperons in the final states. These studies will be connected to the matter-anti-matter asymmetry and even baryon number violation, which are fundamental physics. From 10 billion J/psi decays, we will reconstruct about a few millions of hyperon pairs, which can be used to study the hyperon and anti-hyperon decays simultaneously, thus we can probe the semleptonic, radiative, rare and forbidden decays of hyperons. These precision measurements and searches can be used to test Standard model and probe New Physics.
本项目利用BESIII探测器获取的100亿J/psi和27亿psi(2S)衰变得到的正反超子对样本研究了超子CP破坏、超子衰变性质和稀有衰变过程。BESIII上的正反超子对统计量高、本底低,可以同时重建正反超子对,并采用双标记技术研究绝对衰变分支比。正反超子对是处于C=-1的反对称量子关联状态,也就是正反超子对处于自旋量子纠缠中。同时处于纠缠的正反超子衰变或者级联衰变信息可以用来测量正反超子的极化和衰变参数。 这些海量的超子对不仅可以来研究重子物质的不对称性,还可以来精确测量超子的绝对分支比。通过本项目的实施,使得超子的稀有衰变包含超子的辐射衰变、味道改变的中性流过程、半轻子衰变等都成为BESIII实验的研究热点,吸引了大量的学生、年轻的科研人员参与其中。这是近几年来BESIII少有的现象,也标志着超子已经成为BESIII实验的一个重要的研究方向。近几年很多国际重要的高能物理会议邀请BESIII报告超子结果,同时美国Snowmass也邀请BESIII实验在超子物理方面进行了大量讨论。 项目执行情况超出预期。对于超子衰变中的CP不对称性检验可以达到千分之三水平,首次测量了超子的半轻子衰变和超子的辐射衰变等过程,首次同时测量了正反超子的衰变参数,并开展研究了超子的电偶极矩的测量。 围绕超子的CP破坏、稀有衰变和超子的产生机制发表论文29篇,其10篇发表在PRL杂志,1篇发表在Nature(2022)。
面向多数据中心的LHAASO科学大数据管理系统及关键技术研究
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批准号:12075268
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项目类别:面上项目
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资助金额:63.0万元
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批准年份:2020
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负责人:李海波
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依托单位:
利用D/Ds介子半轻衰变研究a0(980)的性质
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批准号:11875054
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项目类别:面上项目
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资助金额:65.0万元
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批准年份:2018
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负责人:李海波
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依托单位:
高能物理离线数据处理虚拟计算资源管理技术研究
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批准号:11605223
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:24.0万元
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批准年份:2016
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负责人:李海波
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依托单位:
Muon--electron转换过程的实验研究
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批准号:11335009
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项目类别:重点项目
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资助金额:360.0万元
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批准年份:2013
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负责人:李海波
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依托单位:
国内基金
海外基金