LHCb上双重味重子的实验研究进展

本文介绍了LHCb实验上双重味重子的实验研究进展.LHCb实验组利用2016年采集的质子-质子对撞数据,通过中国粒子物理理论家建议的Ξ_(cc)^(++)→Λ_(c)^(+)K^(-)π^(+)π^(+)衰变道观测到由两个较重的粲夸克和一个较轻的上夸克组成的双粲重子Ξ_(cc)^(++),并测得其质量为3621.40±0.72(stat)±0.27(syst)±0.14(Λ_(c)^(+))Me V/c^(2).在此基础上,测得Ξ_(cc)^(++)的寿命为0.2560.022+0.024(stat)±0.014(syst)ps,确认了该粒子主要通过弱相互作用进行衰变的特性;测量了在LHCb探测器接收度范围内Ξ_(cc)^(++)与Λ_(c)^(+)重子产生截面的比值和Ξ_(cc)^(++)→Λ_(c)^(+)K^(-)π^(+)π^(+)衰变分支比的乘积;观测到了Ξ_(cc)^(++)→Ξcπ^(+)和Ξ_(cc)^(++)→Ξc'+π^(+)等新衰变道;联合利用Ξ_(cc)^(++)→Λ_(c)^(+)K^(-)π^(+)π^(+)和Ξ_(cc)^(++)→Ξ_(c)^(+)π^(+)衰变道以及更多实验数据,进一步提升了Ξ_(cc)^(++)重子的质量测量精度.LHCb实验组也利用2011~2018年间采集的所有质子-质子对撞数据,通过Ξ_(cc)^(+)→Λ_(c)^(+)k-π^(+)和Ξ_(cc)^(+)→Ξ_(c)^(+)π^(+)π^(-)过程搜寻了单电荷双粲重子Ξ_(cc)^(+),使得信号灵敏度相比以往结果提高了一个数量级,观测到了Ξ_(cc)^(+)重子存在的迹象;寻找了奇异双粲重子Ω_(cc)^(+),以及含底夸克和粲夸克的3种双重味重子Ξ_(bc)^(+)、Ξ_(cc)^(0)、Ω_(bc)^(0),观察到奇异双粲重子Ω_(cc)^(+)和带电双重味重子Ξ_(bc)^(+)的迹象.这些研究成果开辟了探索强子结构与性质的一个新窗口,将有助于加深对强相互作用本质和强子结构理论的理解.

双重味重子的理想混合角

本工作研究了双重味重子的理想混合角。理想混合角是将^(2S+1)(lλ)_(J)态转换为具有确定重夸克对称性的态时所对应的旋转角度。在标准的ρ-λ图像下,求得了L_(ρ)= 0情形时重夸克对称性的态(J, jℓ) 和(J,s_(q)+j_(ρ))=(J,{^(4)l_(λ)/^(2)l_(λ)})态之间的理想混合角,其中jℓ=l_(λ)+s_(q)m,s_(ρ)=s _(Q1)+s _(Q2)和j_(ρ)=s_(ρ)+L_(ρ)。本工作指出当研究双重味重子的衰变性质时,需要采用(1S1p)1/2^(−)和(1S1p)3/2^(-)等理想混合态。