矢量粲偶素若干重子衰变道的测量

论文摘要

利用北京谱仪（BESⅡ）在北京正负电子对撞机（BEPC）上收集的58×106J/φ和14×106φ（2S）事例,对J/φ→Λ（?）π0, J/φ→Λ（?）η,φ（2S）→Λ（?）π0,φ（2S）→Λ（?）η, J/φ→∑+（?） and J/φ→Ξ0（?）等重子衰变道的分支比进行了精确测量。在分析J/φ→Λ（?）π0过程中,发现本底J/φ→∑0π0（?）+c.c.和J/φ→∑+π-（?） +c.c.对Λ（?）π0信号构成严重污染。考虑这一本底贡献后,J/φ→Λ（?）π0的衰变分支比比以前的测量结果明显减小。2006年粒子数据组（PDG）给出J/φ→Λ（?）π0的分支比结果为（2.2±0.6）×10-4,而我们测得90%置信度下的分支比上限为在寻找J/φ→Λ（?）η时,通过优化事例筛选条件,首次在两光子不变质量谱上观察到η信号,其统计显著性为4.80σ,并测得其分支比为其中第一项误差为统计误差,第二项为系统误差。对比J/φ→Λ（?）π0和J/φ→Λ（?）η分支比,我们发现同位旋守恒过程（Λ（?）η）与同位旋破坏过程（Λ（?）π0）分支比显著不同,与理论预期的强衰变分支比比电磁过程要大一致,表明J/φ→Λ（?）π0和J/φ→Λ（?）η中不存在反常行为。同样,我们还对φ（2S）衰变到Λ（?）π0和Λ（?）η进行了分析和研究。在扣除已知本底后,没有发现明显的信号事例,测得90%置信度下的分支比上限为本文还首次测量了重子对衰变过程J/φ→∑+（?）和J/φ→Ξ0（?）的分支比,测量结果如下:其中第一项误差为统计误差,第二项误差为系统误差。这些测量结果和它们的同位旋多重态J/φ→∑0（?）和J/φ→Ξ-（?）的分支比在误差范围内是一致的。利用CLEO合作组最新测得的φ（2S）→∑+（?）和φ（2s）→Ξ0（?）分支比结果,我们发现J/φ和φ（2S）衰变到∑+（?）和Ξ0（?）基本符合微扰QCD预言的“12%规则”。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 粒子物理学
• 1.1.1 标准模型
• 1.1.2 强子态
• 1.2 粒子加速器
• 1.3 粲偶素研究的历史与现状
• 1.4 粲偶素研究的实验方法
• 1.5 选题意义和论文结构
• 1.5.1 12%规则
• 1.5.2 SU（3）对称性破坏
• 1.5.3 选题目的和论文结构
• 第二章 北京正负电子对撞机和北京谱仪
• 2.1 北京正负电子对撞机
• 2.2 北京谱仪
• 2.2.1 束流管（Beam Pipe）
• 2.2.2 顶点探测器（Vertex Chamber）
• 2.2.3 主漂移室（Main Drift Chamber）
• 2.2.4 飞行时间计数器（Time Of Flight）
• 2.2.5 簇射计数器（Shower Counter）
• 2.2.6 磁铁系统（Manet System）
• 2.2.7 μ子计数器（Muon Counter）
• 2.2.8 亮度监测器（Luminosity Monitor）
• 2.2.9 气体系统（Gas System）
• 2.3 数据获取和数据处理系统
• 2.3.1 BES数据获取
• 2.3.2 离线数据分析处理系统
• 2.4 本章小结
• 第三章 粒子鉴别方法与蒙特卡罗模拟
• 3.1 带电粒子的选择和鉴别
• 3.1.1 dE/dx粒子鉴别
• 3.1.2 TOF粒子鉴别
• 3.1.3 dE/dx和TOF联合鉴别π,K和质子
• 3.1.4 μ子和电子的鉴别
• 3.2 光子的选择和鉴别
• 3.3 运动学拟合
• 3.4 蒙特卡罗（Monte Carlo）模拟
• 3.5 本章小结
• 0,Λ（?）η衰变道的分析'>第四章 J/φ和φ（2S）→Λ（?）π⁰,Λ（?）η衰变道的分析
• 4.1 基本事例选择条件
• 0的分析'>4.2 J/φ→Λ（?）π⁰的分析
• 4.3 J/φ→Λ（?）η的分析
• 0和Λ（?）η的分析'>4.4 φ（2S）→Λ（?）π⁰和Λ（?）η的分析
• 4.5 系统误差
• 4.6 上限估计和分支比计算
• 4.7 本章小结
• +（?）和J/φ→Ξ⁰（?）分支比的精确测量'>第五章 J/φ→∑⁺（?）和J/φ→Ξ⁰（?）分支比的精确测量
• +（?）的分析和测量'>5.1 J/φ→∑⁺（?）的分析和测量
• 5.1.1 事例选择
• 0的挑选'>5.1.2 π⁰的挑选
• 5.1.3 ∑信号
• 5.1.4 本底分析
• 5.1.5 ∑事例数和分支比
• 0（?）的分析和测量'>5.2 J/φ→Ξ⁰（?）的分析和测量
• 5.2.1 事例选择
• 5.2.2 Λ（?）的挑选
• 0信号'>5.2.3 Ξ⁰信号
• 5.2.4 本底分析
• 5.2.5 Ξ事例数和分支比
• 5.3 系统误差
• 5.4 本章小结
• 第六章 结果与讨论
• 6.1 测量结果
• 6.2 讨论
• 6.3 展望
• 附录A 粒子物理实验中的误差处理
• A.1 统计误差
• A.2 系统误差
• A.3 误差传递
• A.4 多种测量结果的数据处理
• 附录B 小信号测量的上限估计
• B.1 经典方法
• B.2 似然比顺序求和法
• B.3 贝叶斯方法
• 附录C 其它工作
• 参考文献
• 研究生期间参加研究工作的部分论文目录
• 致谢