BESIII上关于粲物理的唯象研究

In this project, we will study charm physics in phenomenology based on the Beijing Spectrometer III (BESIII) experiment in the Beijing Electron Positron Collider II (BEPCII), to provide the theoretical guides on the measurements of charm physics at BESIII, and predict some observables which are important and have advantages of measurement at BESIII. . BESIII is the unique experiment in the world running at the tau-charm energy region, and is an important collaboration studying charm physics. Charm physics plays an important role in testing of the Standard Model, searching for new physics beyond the Standard Model, understanding the perturbative and non-perturbative strong interaction, and investigating the structure of hadrons. BESIII is collecting large data on charmed hadrons, making it an exciting period to study charm physics. It is required to collaborate between theoretical studies and experimental measurements.. Considering the priorities and advantages of BESIII, this project includes: studying the two-body non-leptonic Lambda_c decays, D decaying into excited states, and the decay modes involving the K_L meson. We will provide the theoretical motivations and guides to the measurements at BESIII, help to deeply understand the mechanism of charmed hadron decays, CP violations and neutral D meson mixing system. It is expected that the collaboration between theoretical studies and the BESIII measurements can push each other for the development of charm physics in this project.

本项目基于北京正负电子对撞机上北京谱仪III（BESIII）实验对粲物理做唯象研究，寻找和预言具有重要意义且在BESIII上有测量优势的过程和物理量，为BESIII粲物理实验提供理论指导。. BESIII是世界上唯一正在运行在tau-粲能区的实验装置，BESIII合作组是国际上研究粲物理的重要实验组。粲物理对检验标准模型、寻找新物理、理解微扰和非微扰强作用以及探索强子内部结构等有重要意义。BESIII正在积累大量粲强子数据，现在是研究粲物理的极佳时期，需要实验测量和理论研究的结合。. 结合BESIII实验的重点和优势，本项目主要研究Lambda_c两体非轻衰变、D介子衰变到含激发态粒子以及粲强子衰变到含K_L介子等过程，为BESIII测量相关过程提供理论依据和指导意见，加深对粲强子衰变机制、中性D介子混合和CP破坏的理解，希望理论与实验结合共同推动粲物理发展。

北京正负电子对撞机上北京谱仪III(BESIII)实验是世界上唯一正在运行在tau-粲能区的实验装置，理论与实验结合是推动粲物理发展的重要途径。粲物理对检验标准模型、寻找新物理、理解微扰和非微扰强作用以及探索强子内部结构等有重要意义。本项目寻找和预言具有重要意义且在BESIII上有测量优势的过程和物理量，为BESIII粲物理实验提供理论指导。.项目基本完成了研究计划和目标，在粲强子衰变到中性K介子、D介子衰变到高激发态介子以及两体非轻衰变等过程的研究中为BESIII测量相关过程提供理论依据和指导意见，加深对粲强子衰变机制、中性D介子混合和CP破坏的理解。在粲强子衰变到中性K介子过程中发现了新的CP破坏效应，通过计算发现它达到了实验可以测量的大小，同时对寻找新物理有重要意义。对粲重子衰变介子过程进行研究，发现不对称性是研究和发现粲重子doubly Cabibbo-suppressed振幅的重要观测量，为BESIII测量提供理论依据。在粲重子到两体非轻衰变过程中，通过完整的SU(3)分析得到各个过程之间的振幅关系，为分析SU(3)对称性及对称性破坏效应提供帮助，也为BESIII实验测量提供理论依据。发现通过联合和过程可以模型无关地可靠地确定光子极化，对寻找新物理有重要意义，也为BESIII、LHCb和Belle II的实验测量提供很好的观测量。提出反问题方法解决中性D介子混合长期以来存在的理论理解难题，预言的间接CP破坏与实验符合很好，反问题方法是我们把一个数学方法引入粒子物理学中解决非微扰问题的新方法，可以预期在未来可以将该方法推广应用解决更多的非微扰问题。.在三年项目执行期间一共在国际主流学术期刊发表SCI论文12篇，包括两篇《Physical Review Letters》。项目执行期间毕业博士研究生1名、毕业硕士研究生1名，在读博士研究生4名、硕士研究生2名。发起并举办“强子与重味物理理论与实验联合”系列研讨会，在推动理论与实验结合方面起到重要作用，得到同行的认可和重视。