BESIII实验上Ds介子激发态的寻找及其衰变分支比的测量

Since the discovery of charm mesons, property of their production and decay is one of the most important topics in paricle physics. The BESIII experiment has accumulated lots of e+ e- annihilation events at the energy range (3.8-4.6)GeV, this provides a good platform to the study of charm mesons. In this project, using these high luminosity data set to reconstruct Ds mesons, we will measure the cross section for final states Ds(*)Ds(*)、 pi0 Ds(*) Ds(*)、 pi+pi- Ds(*)Ds(*) at different energy points. We also search for possible excited Ds states in such processes and determine the resonance parameters, including mass, width, J^P quantum numbers, etc. In the mean while, by reconstructing a single Ds and Ds* at the energy points 4.03GeV and 4.17GeV, we will measure the branching fractions of Ds pure(semi) leptonic decays from the missing Ds mesons. Combining the standard model and lattice QCD calculation, we can accurately determine the Ds decay constant and CKM matrix element |V_cs|.

自从粲介子被发现以来，其产生和衰变性质一直是粒子物理研究的重要课题之一。BESIII实验在(3.8-4.6)GeV能区累积了大量正负电子对撞数据，为研究粲介子的产生和衰变性质奠定了基础。本项目拟利用这些高亮度实验数据，高效重建Ds介子，精确测量两体末态Ds(*)Ds(*)和多体末态pi0 Ds(*)Ds(*)、pi+ pi- Ds(*)Ds(*)在各个能量点的产生截面，寻找可能存在的Ds介子激发态并确定其质量、宽度、J^P量子数等共振态参数。同时，利用在4.03GeV和4.17GeV能量点重建的单标记Ds和Ds*介子，在其反冲侧精确测量Ds介子的纯轻子(半轻子)衰变分支比，结合标准模型和格点QCD理论，精确测量Ds介子的衰变常数和CKM矩阵元|V_cs|。

利用BESIII实验上收集的大量粲介子样本，研究粲介子的产生和衰变性质。利用psi(3770)产生的大量粲介子样本，采用单标记和双标记方法，高效重建了粲介子，在其反冲侧精确测量了粲介子的半轻衰变和强子衰变的分支比，结合标准模型和格点QCD理论，精确测量粲介子的衰变常数和CKM矩阵元。同时，利用BESIII实验上的高统计量粲介子样本，精测测量了D->pi mu vu和D->K pi eta' 的绝对分支比，验证了标准模型中的轻子普适性定理和弱相互作用中同位旋统计模型的理论预言。项目结题时，尚有若干重要的延续性和扩展性课题正在开展中，项目的结余经费将用于支持这方面的研究。