北京谱仪-III DD-bar对产生阈上共振态非-DD-bar衰变的实验研究

量子色动力学(QCD)理论和基于QCD的各种有效理论及模型预期，在粲介子对产生阈能之上的区域，存在粲偶素分子态、多夸克态、混杂态、胶子球等新型强子态。本项目将利用工作在北京正负电子对撞机-II上的北京谱仪-III采集的数据，通过研究在3.73-4.50 GeV内的粲和类粲共振态的产生和衰变到各种可能的非-DD-bar末态及精密地研究在此能区内单举强子、半单举强子和各种遍举强子产生截面谱的形状等，来寻找这些新型强子态、探索在这一能区内新物理存在的迹象；并更进一步地认知这些共振态的自身特性，特别是深入地认知psi(3770)的自身特性和psi(3770)到非-DD-bar衰变的起源，并且确定在3.764 GeV附近是否有新结构。通过这些研究，可以更深入地探知导致psi(3770)和其它粲或类粲共振态衰变的动力学机制，为检验和发展低能QCD理论和各种有效理论等提供重要的实验依据。

通过分析 BESII采集的数据, 测定了在 3.65 和 3.773 GeV处 e+e- 湮灭产生含K_S0、eta 或 pi0 的遍举轻强子末态的截面，并设定了psi(3770)衰变到这些轻强子末态的分支比上限。通过分析BESIII在 3.65 、 3.773和4.009 GeV处采集的数据，精密测定了电磁跃迁过程psi(3770)->gamma chi_c0,1 的分支比、跃迁率和分截面，寻找了psi(3770)->gamma eta_c, gamma eta_c(2S), psi(3770)->BBX和psi(4040)->BBX衰变过程。利用BESIII在3.65-3.89 GeV能区内采集的扫描数据，测定了在该能区内e+e-湮灭产生ppbar(pi0)的截面，并抽取出psi(3770)->ppbar(pi0)的衰变分支比。通过分析BESIII在4.23、4.26和4.36 GeV 处采集的数据，利用gamma phi J/psi末态寻找了Y(4140)粒子。..利用BESIII 在3.773 GeV 处采集的数据， 研究了D介子的纯轻子衰变和半轻子衰变。精密地测定了D+->mu+v的衰变分支比和衰变常数,精密地测定了D0->K-e+v,pi-e+v半轻子衰变的分支比、描述强子弱流的形状因子与四动量转移平方的依赖关系以及标准模型中描述夸克质量混合的CKM 矩阵元|Vcs| 和|Vcd|等重要物理量和参数。这些精密的实验测量结果为精密地检验标准模型理论，检验格点QCD理论和QCD有效理论等,都提供了不可或缺的实验数据。..同时，项目组成员还发展了一种全局分析方法，利用国际高能物理界现存的关于粲介子纯轻子和半轻子衰变的各类数据， 得到目前在国际上精度最高的形状因子零点值、|Vcd| 和|Vcs|。利用这些高精度的|Vcd|和|Vcs|值, 本项目组发现CKM 矩阵的第一列矩阵元平方和,偏离标准模型理论预期值2倍标准偏差。这是截至目前，国际高能物理界首次发现的明显偏离。它预示着在相关介子的衰变中，可能有新物理效应卷入。..此外，项目组成员还研究了一些有关J/psi,eta_c(2S),eta'的衰变特性。