近日，我校物理与微电子科学学院高能物理团队的张书磊副教授、戴凌云教授与中国科学院高能物理研究所的董燎原研究员、马海龙研究员以及云南大学的代建平副教授合作在重味物理研究领域取得重要进展。研究团队利用北京谱仪III（BESIII）实验首次对粲介子半轻衰变过程D⁰→K⁻π⁰e⁺ν_e进行振幅分析，并观测到自旋为2的D波奇异介子K₂^∗(1430)⁻。这一成果为理解强相互作用如何在弱衰变中主导轻强子的产生机制树立了新的标杆。相关成果发表于《物理评论快报》

强相互作用由量子色动力学（QCD）描述，它将夸克束缚在一起，形成质子、中子等各类强子。低能区域QCD非微扰动力学机制至今仍是粒子物理领域的核心难题。粲介子半轻衰变为研究这类非微扰动力学提供了极为干净的实验环境,其中的非微扰效应被参数化为强子化形状因子，是连接实验测量与理论预言的关键桥梁。

依托北京正负电子对撞机上的BESIII探测器,研究团队利用世界上最大的阈值处粲介子对数据样本，首次对D⁰→K⁻π⁰e⁺ν_e进行了振幅分析。除观测到微小的D波贡献外，研究团队还精确测量了主导衰变过程——P波D⁰→K^∗(892)⁻跃迁的强子化形状因子和绝对分支比。结合缪子道测量，研究团队以前所未有的精度检验了轻子味普适性，未发现其破坏迹象。此外，研究团队还首次检验了K^∗(892)⁻衰变的同位旋对称性。理论上，该对称性破缺的朴素预期最多为百分之几，但自该粒子1961年发现以来，其从未得到实验层面的直接检验。我们的测量表明该破缺效应可能需要重新考量。最后，研究团队以模型无关的方式提取了K⁻π⁰SS波的相移，为探究性质尚不明确的K₀^∗(700)粒子提供了有价值的新输入——该粒子内在性质至今仍是谜团。

湖南大学2024级博士研究生马衡为本论文的第一作者，张书磊副教授为本论文通讯作者，博士研究生程昊阳为主要参与者，戴凌云教授提供了理论支持。研究成果以BESIII国际合作组的名义完成。

图为丢失能量的拟合结果及五个运动学变量的投影分布；带误差棒的数据点代表实验测量结果，蓝色曲线为总拟合结果，灰色填充直方图为本底贡献。

文章链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/ngfq-f3t7

来源：物电院

实习编辑：彭心怡

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