2025年10月1日，BESIII合作组在国际顶尖学术期刊《物理评论快报》（Physical Review Letters）发表了关于S+超子衰变的最新研究成果。该研究由复旦大学，瑞典Uppsala大学和中国科学院高能物理研究所合作完成，被合作组列为亮点工作。复旦大学严亮青年研究员和其课题组博士生肖云龙，初晓，Uppsala大学Patrik Adlarson教授， Andrzej Kupsc教授， 高能物理研究所李海波研究员是本研究的主要完成人。
电荷宇称（CP）对称性破缺是解释宇宙物质-反物质不对称性的必要条件。虽然标准模型通过小林-益川机制描述了K、B、D介子衰变中的CP破缺，但不足以解释宇宙中正物质多于反物质的现象。因此，在超子衰变过程寻找新的CP对称性破坏机制是可能解决这一谜团的新途径。Σ+超子是微观世界中的一种粒子，作为重子家族成员之一，通过观察正反Σ+超子在衰变到正反质子中的差异，科学家们可以测试CP对称性是否被破坏。研究团队基于BESIII探测器采集的100亿J/ψ和27亿ψ(3686)实验数据，利用正反Σ⁺超子对的量子关联效应，实现了对Σ+超子衰变参数以及CP参数的精确测量。实验结果显示该过程与CP守恒预期相符，测量精度较之前的结果提升3-4倍。同时，该研究还给出重子衰变中最精确的平均衰变参数。
图1 J/ψ与ψ(3686)衰变的Σ⁺自旋极化比率随散射角变化的分布图
研究还揭示了Σ⁺超子独特的自旋极化特性，即在J/ψ和ψ(3686)衰变中Σ⁺极化方向存在反转的现象（见图1）。基于协变L-S理论框架，团队还测量了Σ⁺产生的S波/D波耦合常数比、相对相位、以及Σ超子有效相互作用半径。这些测量结果为激发态重子寻找提供了关键约束。
URL: https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/ysd5-s2gn
DOI: https://doi.org/10.1103/ysd5-s2gn
BESIII Highlight: http://english.ihep.cas.cn/bes/hi/202510/t20251005_1075232.html
联系我们：
- 扫码关注 -