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ψ(2S)衰变中强作用和电磁作用之间相对相角的测量

批准号:
12105100
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
王雅迪
依托单位:
学科分类:
强相互作用与强子物理
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
王雅迪

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
自然界已知的四种基本相互作用有:强相互作用、电磁相互作用、弱相互作用和万有引力。强相互作用和电磁相互作用是强度最大的两种,但其间的相对相位是夸克偶素研究的重要输入量,但在实验和理论上一直没有确定的结果。BESIII实验在粲偶素能区积累了大统计量的数据样本,为此相角的研究提供了前所未有的机会。.本项目拟利用BESIII积累的ψ(2S)扫描实验数据及共振态数据,从(1)e+e-->K+K-和(2)e+e-->ppbar的产生截面的线形,精确测量强相互作用和电磁相互作用之间的相对相角,为理解粲偶素衰变提供更多的实验信息。这种方法用于测量ψ(2S)衰变中的相角,属世界上首次,并期望给出唯一的,精确的,直接测量结果。此项目有助于深入理解粲偶素的衰变机制,若能从实验证实相角的普适性,将极大的推动物理学基础理论的发展。
英文摘要
There are four categories of interactions in the universe: strong interaction, electromagnetic interaction, weak interaction, and universal gravitation. Among them, the two largest interactions are strong and electromagnetic interactions. The relative phase between the two largest is an important input to the quarkonium studies, but there is no definite result neither from theory nor experiment. BESIII experiment accumulates the largest datasets in charmonium region and provides unprecedented opportunities for study of this phase. .This proposal suggests measuring the relative phase between the strong and the electromagnetic amplitudes precisely by studying the production cross section lineshapes of (1) e+e-->K+K- and(2)e+e-->ppbar, based on the largest ψ(2S) scan datasets and resonance datasets accumulated by BESIII. This will provide more experimental information of the charmonium decay mechanism. This method is the first time used for the phase measurement in ψ(2S) decays. The only one solution, precise and direct results are expected. This project will help to understand deeply the charmonium decay mechanism and will promote the development of elementary physics if the universality of the phase is verified from experiment.
强相互作用和电磁相互作用是自然界两种最基本相互作用,二者之间的相对相位是夸克偶素研究的重要输入量。基于SU(3)的理论分析认为在J/psi衰变中,该相角为90度,但在psi(2S)的衰变中有可能表现出180度。本项目利用BESIII积累的psi(2S)扫描实验数据及共振态数据,从K+K-和ppbar末态的产生截面线形,精确测量了强相互作用和电磁相互作用之间的相对相角,均给出两个解,对应两个分支比。首次发现在K+K-过程分支比的两个解在三倍误差范围内分离,这为基于SU(3)理论分析该相角和理解粲偶素衰变提供更多了重要实验信息。同时,利用J/psi扫描数据,对J/psi→Lambda(Lambdabar)+X过程进行研究分析,首次给出J/psi衰变到含Lambda(Lambdabar)末态的单举过程的分支比,为研究J/psi未知的衰变模式提供重要数据。该项目从psi(2S)和J/psi的多个过程的实验数据出发,测量了强相互作用与电磁相互作用之间的相角,结果的绝对值在误差范围内符合90度。这些结果对于验证相角的普适性提供了重要数据支撑。
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