中国科大在轻子普适性研究中取得重要进展

中国科学技术大学博士研究生王越在轻子普适性研究中取得重要进展，在实验上测量了D->πμν与D->πeν的分支比的比值，以最高精度在D介子衰变中对轻子普适性定理进行验证。研究成果分别发表在Phys. Rev. Lett. 121, 171803 (2018) （https://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.121.171803 ）上。

在标准模型中，共有四种基本的相互作用，传递基本相互作用的媒介子被称为规范玻色子。轻子是标准模型中的基本粒子，根据味道不同，轻子可分为三代。轻子普适性是指轻子与规范波色子的耦合与其味道无关。近几年，一些实验组如BaBar，Belle，LHCb通过B介子的一些半轻衰变道来检验轻子普适性，发现部分结果与标准模型预言有近三倍标准差的偏离。根据国际权威《粒子数据手册》中提供的数据，D⁰->π^- μ⁺ ν_μ/D⁰->π^- e⁺ ν_e的结果与理论预期有超过两倍标准差的偏离。本项研究首次测量了D⁺->π⁰ μ⁺ ν_μ的分支比，并以更高精度检验了D介子半轻衰变过程中的轻子普适性定理。此外，本工作还比较了在不同四动量转移平方的区间内实验结果与理论预言。发现实验与理论在两倍标准差范围内一致。

               图： 上面为D ⁰⁽⁺⁾介子半轻子衰变的分宽度，下面为不同四动量转移平方下分支比之比。

我校博士研究生王越，在导师黄光顺教授、高能所的马海龙副研究员和苏州大学的徐新平教授的共同指导下完成了研究工作。由该工作衍生了一系列D介子半轻子衰变过程中轻子普适性验证工作，为理论研究提供更加丰富的数据。此项研究受到国家自然科学基金委员会、科技部和中国科学院等部门的资助。