BESIII上双奇异重子极化的研究
批准号:
12075107
项目类别:
面上项目
资助金额:
63.0 万元
负责人:
王雄飞
依托单位:
学科分类:
在线与离线数据处理
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
王雄飞
中文摘要
根据粒子物理标准模型可知,人们所熟知的普通物质都是由自旋为1/2的费米子构成。然而我们自认为很清楚的这些普通物质的表现也给人们带来了一个难解之谜,那就是宇宙中正反物质不对称的问题。迄今为止,人们还不清楚该问题的本质。有理论指出重子数产生机制会解开正反物质不对称之谜,但是要理解此理论需要三个条件,即重子数破坏、CP破坏和脱离热平衡,然而由于实验信息的匮乏,目前我们还不能很好的理解这些重子数产生条件。尽管目前一些粒子物理实验组在K介子、B介子、D介子的弱衰变中观测到了CP破坏的证据,但是这些结果仍然不足以解释自然界中所有的正反物质不对称。尤其在重子弱衰变方面,对CP破坏的研究少之又少。因此,为了进一步理解正反物质不对称问题。本项目将利用BESIII实验采集的100亿的J/psi数据样本,对Ξ0、Ξ-、Ξ(1530)0、Ξ(1530)-等双奇异重子的极化进行研究,测量其反对称衰变参数和CP破坏。
英文摘要
According to the standard model of particle physics, we know that ordinary matter is composed of fermions with a spin of 1/2. However, even if we think it is very clear that the performance of these ordinary matter also brings us a mystery, i.e. the matter-antimatter asymmetry problem in the universe. So far, the nature of the matter-antimatter asymmetry has not been understood. It has been pointed out that the baryogenesis mechanism will take some answers for this mystery. To understand the baryogenesis mechanism, we need three conditions: baryon number violation, CP violation and thermal equilibrium violation. So far, we have not understood well for these conditions due to the shortage of experimental information. Although some particle physics experimental groups have observed the CP violation in the weak decays of K meson, B meson and D meson, these results are still not enough to explain all the matter-antimatter asymmetries in nature. Especially in the weak decay of baryons, there are few researches on CP. Therefore, to further understand the matter-antimatter asymmetry problem. This project will perform a study of the polarization for doubly-strange baryon, such as Ξ^0, Ξ^-, Ξ(1530)^0, Ξ(1530)^-, and measure their antisymmetric decay parameters and CP violation, using 10 billion data samples collected at the J /psi energy region with BESIII experiment.
反物质消失之谜,是人类追寻宇宙物质起源历程中,迄今未能解决的难题。奇异重子是在宇宙线实验中发现的一类重子,与核子不同,其内部至少含有一个奇异夸克。精确测量奇异重子衰变中的CP破坏是检验粒子物理标准模型的重要手段,对于理解宇宙原初反物质消失之谜有着重要科学意义。尽管在上个世纪,实验上已在介子弱衰变中发现了CP破坏的证据,但是这些信息仍然不足以解释宇宙中所有的正反物质不对称性。因此,寻找新的CP破坏来源尤为重要。本项目依托于BESIII实验采集100亿的J/ψ事例、27亿的ψ(3686)事例、20/fb的ψ(3770)事例样本以及在3.5到4.95GeV质心能区采集的大约30/fb的数据样本,完成了奇异重子衰变中对称性的研究、精确检验了奇异重子衰变中的正反物质不对称性问题即CP破坏,解决了30年来不能同时对重子和其反粒子测量的困境,为未来确认或者排除超出标准模型的CP破坏来源带了希望。重要研究成果包括:1)首次在J/ψ,ψ(3686)→Ξ-Ξ+bar和ψ(3686)→Ξ0Ξ0bar过程中观测到了Ξ-重子自旋极化、首次精确测量了Ξ-和Ξ0重子衰变参数;2)首次对双奇异重子Ξ-衰变中的CP破坏进行了精确检验,精度达到10^(-3)量级。3)首次在ψ(3770)→ΛΛbar过程中测量了Λ重子自旋极化;4)首次基于ψ(3686)扫描数据,测量了Λ和Σ+重子能量依赖的衰变特性和自旋极化;5) 首次对正负电子湮灭到ΛΛbar,Σ+Σ-bar, Ξ-Ξ+bar和Ξ0Ξ̅0等重子对过程的玻恩截面进行了测量,发现了ψ(3770)衰变到ΛΛ̅和Ξ-Ξ+bar末态的证据。这些研究工作对于验证和理解量子色动力学模型提供了重要的实验信息,为确认传统矢量粲偶素以及发现新的矢量粲偶素候选者、理解双奇异重子对产生机制和奇异重子内部结构具有重要的科学意义。尤其双奇异重子衰变中CP破坏的精确测量为未来确认或者排除超出标准模型的CP破坏来源带了希望,为理解正反物质不对称性起源有着重要的科学意义。在此项目资助下共发表高能物理实验文章20篇,包括1篇Nature, 1篇PRL, 4篇PRD-Letter,6篇JHEP ,1篇PLB, 3篇PRD, 2篇Symmetry和2篇国际会议文章。
BESIII上2.64GeV至4.6GeVe+e-湮灭到XiXi-bar重子对截面的测量
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批准号:11905236
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:28.0万元
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批准年份:2019
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负责人:王雄飞
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依托单位:
国内基金
海外基金