我院秦佳佳副教授在国际权威期刊Journal of High Energy Physics主导发表粲重子新衰变道测量

 近日，国际高能物理权威杂志、自然指数期刊《Journal of High Energy Physics》正式刊发我院秦佳佳副教授主导，联合北京谱仪III（BESIII）国际合作组完成的研究成果《Measurement of the branching fraction ofLc+->Sigma0KSpi⁺and Lc+->Sigma0KSK⁺》（https://doi.org/10.1007/JHEP06(2026)009）。该工作在世界上首次观测到粲重子Lc+Sigma0KSpi+衰变过程，并给出了衰变拓扑结构相近的另一衰变道Lc+->Sigma0KSK⁺的最新分支比上限结果，为理解粲重子弱衰变机制提供了关键实验信息。

图1：论文首页

衰变分支比是描述不稳定粒子通过特定衰变道衰变的概率，是检验标准模型强子衰变理论（如微扰QCD、有效场论及唯象模型）的重要观测量。尤其对于包含重夸克的粲重子，其衰变动力学复杂，理论预言不确定性较大，高精度实验测量对约束模型参数、探索潜在新物理效应具有重要意义。该研究基于BESIII探测器在质心系能量4.600–4.950 GeV范围内采集的6.4fb^-1正负电子对撞数据，采用单标记方法（single-tag method）重建粲重子信号。由于面临预期分支比和探测效率均较低以及海量本底的挑战，研究团队在选择条件优化、模拟样本有效性方面做了大量工作，最终确定了联合4C运动学约束与卡方选最优的策略，显著提升了信号探测效率并有效抑制本底。

图1：实验数据中两个衰变过程信号的获取

研究团队首次观测到卡比玻压低过程Lc+->Sigma0KSpi⁺衰变，测得分支比为(0.58 ± 0.14 ± 0.04) × 10⁻³，统计显著性高达5.9倍标准偏差。团队还在其中发现了中间共振态Lc->Sigma0K^*+贡献，分支比为(0.41± 0.19± 0.03) × 10⁻³。测量结果与纯三体过程的理论预言偏差较大，支持了理论上对于该过程由中间过程主导的预言。同时，在90%置信水平下给出Lc+->Sigma0KSK⁺的分支比< 1.23 × 10⁻³，该结果与理论预言以及先前实验测量兼容，启发了未来还需要更精确的实验结果。该工作得到了国家自然科学基金项目和南华大学科研启动金的资助，并依托北京正负电子对撞机（BEPCII）和BESIII实验合作组完成。南华大学作为BESIII合作组成员单位，将持续在粲物理领域产出高水平成果。

图3：似然拟合扫描得上限