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北京谱仪III实验观测到超子激发态的新辐射衰变模式

来源: 高能物理研究所 时间: 2026-04-20

  Λ超子是含有一个奇异夸克的重子,其激发态Λ(1520)和Λ(1690)的内部结构与衰变机制,是探索强相互作用和理解夸克禁闭的关键窗口。

  近日,北京谱仪III(BESIII)实验在超子激发态的电磁辐射衰变研究中取得突破,首次观测到两个激发态粒子Λ(1520)和Λ(1690)衰变为一个光子(γ)和一个Σ0超子的过程。

  BESIII实验基于其采集的约100亿J/ψ事例的巨大样本,并利用量子关联的正反超子对末态优势,在γΣ0的不变质量谱中,首次清晰地观测到了来自Λ(1520)和Λ(1690)的信号。两个信号的统计显著性均超15倍标准偏差,这标志着Λ(1520)与Λ(1690)粒子的辐射衰变道首次被实验发现。

  BESIII实验进一步测量了Λ(1520)衰变到γΛ与衰变到γΣ0的分支比比值,结果为3.19。该值与基于夸克味SU(3)对称性的理论预期在误差范围内相符,但排除了如相对论性组分夸克模型和代数模型等其他理论预言。更为引人注目的是Λ(1690)粒子与Λ(1520)粒子有不同的反常行为:虽然Λ(1690)衰变到γΣ0的信号清晰可见,但对应的Λ(1690)→γΛ衰变却未被观测到,其上限不足γΣ0衰变分支比的8%。这两个相似激发态在辐射衰变模式上表现出的显著差异,为理解激发态超子的内部结构提出了全新谜题,也对现有描述轻夸克动力学的理论模型构成了直接挑战。

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供稿人:杨越

审核人:文成锋