15日,记者从中国科学技术大学获悉,该校物理学院黄光顺教授、鄢文标副教授带领的中国科大北京谱仪(BESⅢ)R值研究团队与国内外其他团队合作,利用连续能区2.23—3.67GeV正负电子对撞数据,以优于3%的精度测量了R值。研究成果日前在线发表在《物理评论快报》上。

R值是正负电子湮没产生强子与一对正负缪子的领头阶截面的比值,是粒子物理学中最重要的物理量之一。精确的R值数据对缪子反常磁矩的理论计算具有重要意义。最新的缪子反常磁矩的实验测量值和理论计算值的差别达到约4.2倍标准偏差,暗示着新物理的存在,因而成为当前粒子物理的热点话题。由于微扰量子色动力学在小于5GeV低能区的不适用,实验测量是获取高精度R值的唯一途径。因此,R值测量对缪子反常磁矩相关新物理机制的研究具有重要意义。

研究团队为可靠地估计R值的主要系统误差,在充分完善现有单举强子事例模拟模型的基础上,创造地提出并实现了充分利用已知遍举过程的强子事例混合产生器。经过多轮迭代和完善,这两种强子模型均能重现正负电子湮没产生强子的复杂物理过程,与实验数据符合得很好。正是由于这些艰苦细致的工作,R值测量的精度最终在3.1GeV以下好于2.6%、在3.1GeV以上好于3.0%。

据介绍,R值测量属于高精度研究,每一步微小的改进都需要艰巨的努力和付出,因而从首次取数到结果发表历经十年之久。20年前中国科大赵政国院士领导上一代北京谱仪BESⅡ完成R值测量,把当时的精度提高了一倍左右。此次BESⅢ的R值测量,再次把精度提高了一倍左右,为粒子物理提供了精确的基础数据。

推荐内容