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BESⅢ探测器是运行在北京正负电子对撞机(BEPCⅡ)上的新型谱仪,它主要用于探测研究e+e-在3-4GeV对撞产生的()-charm能区物理事例以及对新物理的寻找。ψ(2S)作为粲夸克偶素(c(c))家族中的重要成员,它的衰变,尤其是到J/ψ的强子跃迁过程是高能物理中研究的重点。令人高兴的是BESⅢ采集了约106×106的ψ(2S)事例,是目前世界上最大的数据量,大约是CLEO-c数据量(约27×106)的4倍,这就为研究轻强子跃迁和粲介子衰变提供强大的优势。
在粒子物理中,介子和重子统称为强子,传统的夸克模型认为,他们分别由两个和三个夸克构成。对于含有重夸克的强子,由于强相互作用在短程上的渐近自由和重夸克的非相对论效应,微扰QCD理论能够很好地描述重味夸克的性质,对于u、d、s夸克构成的轻强子,由于非微扰效应,它们的性质很难从微扰QCD理论中得出,人们发展了很多唯象理论模型来描述。轻强子跃迁和粲介子衰变的细致研究对理解这些理论模型会很有帮助。理论研究证明ψ(2S)→η(π0)J/ψ的衰变分支比,及其比值R对低能夸克质量和同位旋破坏的研究相当重要,这也是本工作研究的重点。
文章中详细介绍了衰变道ψ(2S)→π0(γγ)J/ψ(e+e-),ψ(2S)→π0(γγ)J/ψ(μ+μ-),ψ(2S)→η(γγ)J/ψ(e+e-)和ψ(2S)→η(γγ)J/ψ(μ+μ-)的衰变分支比的研究过程,以及对实验系统误差的详细研究。最后得到了各衰变道的衰变分支比,及其比值R,这些结果和CLEO-c的结果在误差范围内都是一致的。由于ψ(2S)事例总数的统计量更大,我们的研究结果应该是更加细致准确的,更有说服力。