由BESIII合作开发的两种背景抑制工具之一

来自世界各地大学的一大批研究人员在北京光谱仪III(BESIII)的合作下进行了粒子物理研究，最近报道了对轻子衰变D +→τ+ντ的首次观测。这项发表在《物理评论快报》上的论文中提出的观察结果，开辟了在D衰变中对mu / tau普遍性进行额外测试的可能性。

在这项研究之前，只有一个与相同的轻子衰变有关的实验结果，是由另一组称为CLEO合作的研究人员收集的。但是，CLEO合作并未观察到D +→τ+ντ的信号，只能设置一个上限，该上限仅比标准模型对此衰减率的预测大20%。在他们最近的研究中，BESIII的合作着手进一步研究这种衰变，希望他们的大数据样本能够带来新发现。

BESIII魅力小组的联合召集人马海龙博士对Phys.org表示：“我们认识到空结果将是(或更多)令人兴奋的，因为它可能揭示标准模型之外的新物理学。” “然而，仍然存在重大挑战，即使使用CLEO数据样本的约3.6倍，我们也知道我们需要更好地了解背景过程和实验系统的控制。”

Ma和他的同事在psi(3770)共振能量下使用的BEPCII 电子-正电子对撞机中的电子-正电子 an灭产生了原始的事件样本，每个样本只有一个D +和一个D-介子。研究人员选择了完全重建了D-的事件，并测试了其余事件是否与仅贡献一个带电粒子的D +→τ+ντ一致。

明尼苏达大学的研究员Hajime Muramatsu博士对Phys.org表示：“即使是在干净的BESIII环境中的这种简单信号，也有可能淹没信号的高速率背景过程。” “在设计测量时，我们最大的担忧是抑制D +-> pi + pi0和D +-> pi + K_L这两个最大的问题。当这些过程不完整或重建不正确时，这些过程可能会误认为是我们的信号，对于我们的分析，配备了两个用于抑制背景的新工具。”

由BESIII合作开发的两种背景抑制工具之一，是消除事件中丢失的动量指向有源探测器之外的事件，以避免将逃逸的粒子误认为中微子。根据momentum灭电子和正电子的性质以及检测到的最终状态粒子来计算缺少的动量。

另一方面，研究人员设计的第二种工具通过拒绝背景事件来工作，这些事件是基于他们可以在探测器的电磁热量计中产生的额外能量沉积而产生的。这一特殊要求有效地接受了信号事件，对于这些事件，唯一的额外粒子是中微子，它们穿透了检测器而没有留下痕迹。

BESIII合作对轻子衰变D +→τ+ντ的观测填补了粒子物理学标准模型中的一个重要空白，从而可以对该模型进行新的测试。标准模型的关键特征是“轻子普遍性”，它要求电子，介子和tau在所有相互作用中的行为几乎相同。

明尼苏达大学的研究员Ron Poling教授说：“最近对B介子衰变的测量暗示可能有轻子普遍性的违反，这使得对D和D的魅力介子进行测试变得更加有趣。”告诉Phys.org。“关于Ds +-> tau + nu的许多结果有些分散，但与标准模型的预测基本一致。因为以前从未见过D +-> tau + nu，所以我们的研究为检验mu / tau普遍性提供了第一个机会。 D衰减。”

由BESIII合作进行的最新研究表明，在实验不确定性范围内，轻子衰变D +→τ+ντ速率符合理论预期，从而增强了对标准模型的信心。他们基于〜3 / fb e + e-e灭数据收集的D +→τ+ντ的首次测量值在统计上受到限制(即，在衰减率和轻子通用性测试上具有20%的相对统计不确定性)。将来，更大的数据集和其他统计信息可以为更具体的测量铺平道路。

BESIII发言人袁长征教授对Phys.org表示：“ BEPCII和BESIII计划在不久的将来获取更多数据，并同时升级加速器和检测器功能。” “我们建议将来收集20 / fb的psi(3770)数据，将D +-> tau + nu测量的相对统计误差降低到8%以下。BESIII还将在其他能量下使用此数据和大数据样本进一步完善我们对Ds介子类似衰变的理解，并扩展对迷人介子，迷人重子和其他状态的许多其他研究。”

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