CERN物理学家观察到魅力美介子的新衰变模式

来自CERN 大型强子对撞机 (LHC) LHCb 合作项目的物理学家首次观测到Bc+ 介子(由两个重夸克 b 和 c 组成)衰变成 J/ψ 粲夸克束缚态和一对π介子，π+π0。这个新的衰变过程显示了中间粒子的贡献，即形成短暂的 ρ+ 介子，然后衰变成 π+π0 对。

Bc+ 是最重的介子，只能通过弱相互作用(通过一个重夸克的衰变)来衰变。

它衰变成奇数个轻强子和 J/ψ(或其他粲反粲夸克束缚态，称为粲夸克束缚态)已被深入研究，并发现与理论预期非常一致。

Bc+ 衰变为 J/ψ 和 π+π0 对是最简单的衰变为粲离子和偶数个轻强子的过程。

这是以前从未被观察到的，主要是因为在大型强子对撞机质子-质子碰撞环境中，通过衰变成一对光子来精确重建低能π0介子是非常具有挑战性的。

LHCb 物理学家表示：“对 Bc+→J/ψπ+π0 衰变的精确测量将有助于更好地理解其作为研究 Bc 介子其他衰变以及罕见 B0 介子衰变的背景源可能做出的贡献。”

从理论上看，Bc衰变成J/ψ和偶数个π介子与τ轻子衰变为偶数个介子、e+e–湮没成偶数个π介子密切相关。介子。

精确测量 ρ 质量区域中两个 π 介子的 e+e– 湮没(如这里讨论的 Bc 衰变)对于解释测量 μ 子反常磁偶极矩的费米实验室 g-2 实验的结果至关重要，因为低能 e+e- 湮灭成强子是 g-2 测量不确定性的一个重要来源。

在过去的三十年里，不同的理论家已经计算了新衰变的概率与 Bc+ 衰变为 J/ψπ+ 的概率之比。

现在这些预测终于可以与实验测量进行比较：大多数预测与新结果一致：2.80±0.15±0.11±0.16。

LHC 碰撞中产生的大量 b 夸克和出色的探测器使得 LHCb 研究人员能够详细研究 Bc+ 介子的产生、衰变和其他特性。

“自从 Tevatron 对撞机的 CDF 实验发现介子以来，已经观察到 18 个新的 Bc+ 衰变(超过 5 个标准差)，所有这些都是由 LHCb 产生的，”他们说。