← أحدث الأبحاث
⚛️ high-energy experiments

Measurement of the branching fractions of the decays Λc+ΛKS0K+Λ_{c}^{+}\rightarrowΛK_{S}^{0}K^{+}, Λc+ΛKS0π+Λ_{c}^{+}\rightarrowΛK_{S}^{0}π^{+} and Λc+ΛK+Λ_{c}^{+}\rightarrowΛK^{*+}

باستخدام 4.5 فمتوبار1^{-1} من بيانات تصادمات الإلكترون-بوزيترون (e+ee^{+}e^{-}) التي جُمعت بواسطة كاشف BESIII، تُبلغ هذه الدراسة عن الرصد الأول لـالتحلل المكبوت لـ "سنجلي كابيبو" (singly Cabibbo-suppressed) Λc+ΛKS0π+\Lambda_{c}^{+}\to\Lambda K_{S}^{0}\pi^{+}، وتوفر القياسات الأكثر دقة لكسور التفرع لكل من Λc+ΛKS0K+\Lambda_{c}^{+}\to\Lambda K_{S}^{0}K^{+} وΛc+ΛKS0π+\Lambda_{c}^{+}\to\Lambda K_{S}^{0}\pi^{+}، وتجد دليلاً على مساهمة K+K^{*+} في التحلل الأخير.

المؤلفون الأصليون: BESIII Collaboration, M. Ablikim, M. N. Achasov, P. Adlarson, O. Afedulidis, X. C. Ai, R. Aliberti, A. Amoroso, Q. An, Y. Bai, O. Bakina, I. Balossino, Y. Ban, H. -R. Bao, V. Batozskaya, K. Begzsuren
نُشر 2026-09-02
📖 4 دقيقة قراءة🧠 قراءة متعمّقة

المؤلفون الأصليون: BESIII Collaboration, M. Ablikim, M. N. Achasov, P. Adlarson, O. Afedulidis, X. C. Ai, R. Aliberti, A. Amoroso, Q. An, Y. Bai, O. Bakina, I. Balossino, Y. Ban, H. -R. Bao, V. Batozskaya, K. Begzsuren, N. Berger, M. Berlowski, M. Bertani, D. Bettoni, F. Bianchi, E. Bianco, A. Bortone, I. Boyko, R. A. Briere, A. Brueggemann, H. Cai, X. Cai, A. Calcaterra, G. F. Cao, N. Cao, S. A. Cetin, J. F. Chang, G. R. Che, G. Chelkov, C. Chen, C. H. Chen, Chao Chen, G. Chen, H. S. Chen, H. Y. Chen, M. L. Chen, S. J. Chen, S. L. Chen, S. M. Chen, T. Chen, X. R. Chen, X. T. Chen, Y. B. Chen, Y. Q. Chen, Z. J. Chen, Z. Y. Chen, S. K. Choi, G. Cibinetto, F. Cossio, J. J. Cui, H. L. Dai, J. P. Dai, A. Dbeyssi, R. E. de Boer, D. Dedovich, C. Q. Deng, Z. Y. Deng, A. Denig, I. Denysenko, M. Destefanis, F. De Mori, B. Ding, X. X. Ding, Y. Ding, Y. Ding, J. Dong, L. Y. Dong, M. Y. Dong, X. Dong, M. C. Du, S. X. Du, Y. Y. Duan, Z. H. Duan, P. Egorov, Y. H. Fan, J. Fang, J. Fang, S. S. Fang, W. X. Fang, Y. Fang, Y. Q. Fang, R. Farinelli, L. Fava, F. Feldbauer, G. Felici, C. Q. Feng, J. H. Feng, Y. T. Feng, M. Fritsch, C. D. Fu, J. L. Fu, Y. W. Fu, H. Gao, X. B. Gao, Y. N. Gao, Yang Gao, S. Garbolino, I. Garzia, L. Ge, P. T. Ge, Z. W. Ge, C. Geng, E. M. Gersabeck, A. Gilman, K. Goetzen, L. Gong, W. X. Gong, W. Gradl, S. Gramigna, M. Greco, M. H. Gu, Y. T. Gu, C. Y. Guan, A. Q. Guo, L. B. Guo, M. J. Guo, R. P. Guo, Y. P. Guo, A. Guskov, J. Gutierrez, K. L. Han, T. T. Han, F. Hanisch, X. Q. Hao, F. A. Harris, K. K. He, K. L. He, F. H. Heinsius, C. H. Heinz, Y. K. Heng, C. Herold, T. Holtmann, P. C. Hong, G. Y. Hou, X. T. Hou, Y. R. Hou, Z. L. Hou, B. Y. Hu, H. M. Hu, J. F. Hu, S. L. Hu, T. Hu, Y. Hu, G. S. Huang, K. X. Huang, L. Q. Huang, X. T. Huang, Y. P. Huang, Y. S. Huang, T. Hussain, F. Hölzken, N. Hüsken, N. in der Wiesche, J. Jackson, S. Janchiv, J. H. Jeong, Q. Ji, Q. P. Ji, W. Ji, X. B. Ji, X. L. Ji, Y. Y. Ji, X. Q. Jia, Z. K. Jia, D. Jiang, H. B. Jiang, P. C. Jiang, S. S. Jiang, T. J. Jiang, X. S. Jiang, Y. Jiang, J. B. Jiao, J. K. Jiao, Z. Jiao, S. Jin, Y. Jin, M. Q. Jing, X. M. Jing, T. Johansson, S. Kabana, N. Kalantar-Nayestanaki, X. L. Kang, X. S. Kang, M. Kavatsyuk, B. C. Ke, V. Khachatryan, A. Khoukaz, R. Kiuchi, O. B. Kolcu, B. Kopf, M. Kuessner, X. Kui, N. Kumar, A. Kupsc, W. Kühn, J. J. Lane, P. Larin, L. Lavezzi, T. T. Lei, Z. H. Lei, M. Lellmann, T. Lenz, C. Li, C. Li, C. H. Li, Cheng Li, D. M. Li, F. Li, G. Li, H. B. Li, H. J. Li, H. N. Li, Hui Li, J. R. Li, J. S. Li, K. Li, L. J. Li, L. K. Li, Lei Li, M. H. Li, P. R. Li, Q. M. Li, Q. X. Li, R. Li, S. X. Li, T. Li, W. D. Li, W. G. Li, X. Li, X. H. Li, X. L. Li, X. Y. Li, X. Z. Li, Y. G. Li, Z. J. Li, Z. Y. Li, C. Liang, H. Liang, H. Liang, Y. F. Liang, Y. T. Liang, G. R. Liao, L. Z. Liao, Y. P. Liao, J. Libby, A. Limphirat, C. C. Lin, D. X. Lin, T. Lin, B. J. Liu, B. X. Liu, C. Liu, C. X. Liu, F. Liu, F. H. Liu, Feng Liu, G. M. Liu, H. Liu, H. B. Liu, H. H. Liu, H. M. Liu, Huihui Liu, J. B. Liu, J. Y. Liu, K. Liu, K. Y. Liu, Ke Liu, L. Liu, L. C. Liu, Lu Liu, M. H. Liu, P. L. Liu, Q. Liu, S. B. Liu, T. Liu, W. K. Liu, W. M. Liu, X. Liu, X. Liu, Y. Liu, Y. Liu, Y. B. Liu, Z. A. Liu, Z. D. Liu, Z. Q. Liu, X. C. Lou, F. X. Lu, H. J. Lu, J. G. Lu, X. L. Lu, Y. Lu, Y. P. Lu, Z. H. Lu, C. L. Luo, J. R. Luo, M. X. Luo, T. Luo, X. L. Luo, X. R. Lyu, Y. F. Lyu, F. C. Ma, H. Ma, H. L. Ma, J. L. Ma, L. L. Ma, M. M. Ma, Q. M. Ma, R. Q. Ma, T. Ma, X. T. Ma, X. Y. Ma, Y. Ma, Y. M. Ma, F. E. Maas, M. Maggiora, S. Malde, Y. J. Mao, Z. P. Mao, S. Marcello, Z. X. Meng, J. G. Messchendorp, G. Mezzadri, H. Miao, T. J. Min, R. E. Mitchell, X. H. Mo, B. Moses, N. Yu. Muchnoi, J. Muskalla, Y. Nefedov, F. Nerling, L. S. Nie, I. B. Nikolaev, Z. Ning, S. Nisar, Q. L. Niu, W. D. Niu, Y. Niu, S. L. Olsen, Q. Ouyang, S. Pacetti, X. Pan, Y. Pan, A. Pathak, P. Patteri, Y. P. Pei, M. Pelizaeus, H. P. Peng, Y. Y. Peng, K. Peters, J. L. Ping, R. G. Ping, S. Plura, V. Prasad, F. Z. Qi, H. Qi, H. R. Qi, M. Qi, T. Y. Qi, S. Qian, W. B. Qian, C. F. Qiao, X. K. Qiao, J. J. Qin, L. Q. Qin, L. Y. Qin, X. P. Qin, X. S. Qin, Z. H. Qin, J. F. Qiu, Z. H. Qu, C. F. Redmer, K. J. Ren, A. Rivetti, M. Rolo, G. Rong, Ch. Rosner, S. N. Ruan, N. Salone, A. Sarantsev, Y. Schelhaas, K. Schoenning, M. Scodeggio, K. Y. Shan, W. Shan, X. Y. Shan, Z. J. Shang, J. F. Shangguan, L. G. Shao, M. Shao, C. P. Shen, H. F. Shen, W. H. Shen, X. Y. Shen, B. A. Shi, H. Shi, H. C. Shi, J. L. Shi, J. Y. Shi, Q. Q. Shi, S. Y. Shi, X. Shi, J. J. Song, T. Z. Song, W. M. Song, Y. J. Song, Y. X. Song, S. Sosio, S. Spataro, F. Stieler, Y. J. Su, G. B. Sun, G. X. Sun, H. Sun, H. K. Sun, J. F. Sun, K. Sun, L. Sun, S. S. Sun, T. Sun, W. Y. Sun, Y. Sun, Y. J. Sun, Y. Z. Sun, Z. Q. Sun, Z. T. Sun, C. J. Tang, G. Y. Tang, J. Tang, M. Tang, Y. A. Tang, L. Y. Tao, Q. T. Tao, M. Tat, J. X. Teng, V. Thoren, W. H. Tian, Y. Tian, Z. F. Tian, I. Uman, Y. Wan, S. J. Wang, B. Wang, B. L. Wang, Bo Wang, D. Y. Wang, F. Wang, H. J. Wang, J. J. Wang, J. P. Wang, K. Wang, L. L. Wang, M. Wang, N. Y. Wang, S. Wang, S. Wang, T. Wang, T. J. Wang, W. Wang, W. Wang, W. P. Wang, X. Wang, X. F. Wang, X. J. Wang, X. L. Wang, X. N. Wang, Y. Wang, Y. D. Wang, Y. F. Wang, Y. L. Wang, Y. N. Wang, Y. Q. Wang, Yaqian Wang, Yi Wang, Z. Wang, Z. L. Wang, Z. Y. Wang, Ziyi Wang, D. H. Wei, F. Weidner, S. P. Wen, Y. R. Wen, U. Wiedner, G. Wilkinson, M. Wolke, L. Wollenberg, C. Wu, J. F. Wu, L. H. Wu, L. J. Wu, X. Wu, X. H. Wu, Y. Wu, Y. H. Wu, Y. J. Wu, Z. Wu, L. Xia, X. M. Xian, B. H. Xiang, T. Xiang, D. Xiao, G. Y. Xiao, S. Y. Xiao, Y. L. Xiao, Z. J. Xiao, C. Xie, X. H. Xie, Y. Xie, Y. G. Xie, Y. H. Xie, Z. P. Xie, T. Y. Xing, C. F. Xu, C. J. Xu, G. F. Xu, H. Y. Xu, M. Xu, Q. J. Xu, Q. N. Xu, W. Xu, W. L. Xu, X. P. Xu, Y. C. Xu, Z. P. Xu, Z. S. Xu, F. Yan, L. Yan, W. B. Yan, W. C. Yan, X. Q. Yan, H. J. Yang, H. L. Yang, H. X. Yang, T. Yang, Y. Yang, Y. F. Yang, Y. F. Yang, Y. X. Yang, Z. W. Yang, Z. P. Yao, M. Ye, M. H. Ye, J. H. Yin, Z. Y. You, B. X. Yu, C. X. Yu, G. Yu, J. S. Yu, T. Yu, X. D. Yu, Y. C. Yu, C. Z. Yuan, J. Yuan, J. Yuan, L. Yuan, S. C. Yuan, Y. Yuan, Z. Y. Yuan, C. X. Yue, A. A. Zafar, F. R. Zeng, S. H. Zeng, X. Zeng, Y. Zeng, Y. J. Zeng, Y. J. Zeng, X. Y. Zhai, Y. C. Zhai, Y. H. Zhan, A. Q. Zhang, B. L. Zhang, B. X. Zhang, D. H. Zhang, G. Y. Zhang, H. Zhang, H. Zhang, H. C. Zhang, H. H. Zhang, H. H. Zhang, H. Q. Zhang, H. R. Zhang, H. Y. Zhang, J. Zhang, J. Zhang, J. J. Zhang, J. L. Zhang, J. Q. Zhang, J. S. Zhang, J. W. Zhang, J. X. Zhang, J. Y. Zhang, J. Z. Zhang, Jianyu Zhang, L. M. Zhang, Lei Zhang, P. Zhang, Q. Y. Zhang, R. Y. Zhang, S. H. Zhang, Shulei Zhang, X. D. Zhang, X. M. Zhang, X. Y. Zhang, Y. Zhang, Y. Zhang, Y. T. Zhang, Y. H. Zhang, Y. M. Zhang, Yan Zhang, Z. D. Zhang, Z. H. Zhang, Z. L. Zhang, Z. Y. Zhang, Z. Y. Zhang, Z. Z. Zhang, G. Zhao, J. Y. Zhao, J. Z. Zhao, L. Zhao, Lei Zhao, M. G. Zhao, N. Zhao, R. P. Zhao, S. J. Zhao, Y. B. Zhao, Y. X. Zhao, Z. G. Zhao, A. Zhemchugov, B. Zheng, B. M. Zheng, J. P. Zheng, W. J. Zheng, Y. H. Zheng, B. Zhong, X. Zhong, H. Zhou, J. Y. Zhou, L. P. Zhou, S. Zhou, X. Zhou, X. K. Zhou, X. R. Zhou, X. Y. Zhou, Y. Z. Zhou, J. Zhu, K. Zhu, K. J. Zhu, K. S. Zhu, L. Zhu, L. X. Zhu, S. H. Zhu, S. Q. Zhu, T. J. Zhu, W. D. Zhu, Y. C. Zhu, Z. A. Zhu, J. H. Zou, J. Zu

البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل

في عالم الجسيمات دون الذرية، تتكون المادة من مجموعة صغيرة من الجسيمات الأساسية تسمى الكواركات. وتترابط هذه المكونات المتناهية الصغر معًا في مجموعات من ثلاثة لتشكل جسيمات تُعرف بالباريونات. أحد أكثر الباريونات شيوعًا هو البروتون، الذي يقع في قلب كل ذرة. ومع ذلك، تنتج الطبيعة أيضًا "أبناء عمومة" أثقل وأقل استقرارًا للبروتون، مثل الباريون الفاتن (charmed baryon)، الذي يحتوي على كوارك فاتن ثقيل. ولأن هذه الجسيمات الثقيلة غير مستقرة، فهي لا تدوم طويلاً؛ إذ تتفكك بسرعة إلى جسيمات أخف وأكثر استقرارًا. وتسمى عملية التفكك هذه بالاضمحلال (decay)، وهي محكومة بالقوة الضعيفة، وهي إحدى القوى الأساسية الأربع في الطبيعة. ومن خلال مراقبة كيفية اضمحلال هذه الجسيمات الثقيلة وقياس مدى تكرار مسارات اضمحلال معينة، يمكن للفيزيائيين اختبار فهمهم للقواعد التي تحكم الكون. وعلى مدى عقود، نجح العلماء كثيرًا في رسم خرائط لهذه القواعد للجسيمات الثقيلة المكونة من كواركين، والمعروفة باسم الميزونات. ومع ذلك، لا يزال سلوك الباريونات المكونة من ثلاثة كواركات أصعب بكثير في التنبؤ به وفهمه، مما يترك فجوة كبيرة في معرفتنا بكيفية تفاعل القوى القوية والضعيفة في هذه الأنظمة المعقدة.

لقد اتخذ فريق من الباحثين باستخدام كاشف BESIII في بكين الآن خطوة رئيسية نحو ملء تلك الفجوة. فقد قاموا بتحليل مجموعة ضخمة من بيانات التصادم، بما يعادل لمعانًا متكاملًا قدره 4.5 فمتوبار (fb⁻¹)، لدراسة كيفية تفكك الباريون الفاتن، وتحديدًا Λc+\Lambda_c^+، إلى أجزاء. ركز الفريق على ثلاثة طرق محددة يمكن أن يضمحل من خلالها هذا الجسيم، وجميعها تتضمن تفكك الباريون إلى جسيم لامدا (باريون أخف) وجسيمات أخرى تحتوي على كواركات غريبة. كان مساران من هذه المسارات قد شوهدا من قبل، لكن واحدًا منها لم يُرصد مباشرة قط. وقد نجح الباحثون في قياس تردد جميع هذه الاضمحلالات الثلاثة، مما وفر أدق الأرقام المسجلة على الإطلاق لهذه الأحداث. والأهم من ذلك، أنهم أكدوا وجود نمط اضمحلال لم يكن موجودًا إلا كتنبؤ نظري، ووجدوا دليلًا على أن جسيمًا وسيطًا محددًا، وهو K+K^{*+}، يلعب دورًا في إحدى العمليات، وإن كانت الطبيعة الدقيقة لمشاركته تعتمد على كيفية تداخل الموجات الكمومية للجسيمات مع بعضها البعض.

أُجريت التجربة في مصادم بكين للإلكترون والبوزيترون، حيث تُصدم حزم من الإلكترونات ونظائرها المضادة من البوزيترونات معًا عند مستويات طاقة يتم التحكم فيها بدقة. وعندما تصطدم هذه الجسيمات، يمكنها أن تخلق مؤقتًا باريونات فاتنة ثقيلة وجسيمات مضادة لها. ويعمل كاشف BESIII مثل كاميرا عملاقة عالية السرعة تسجل مسارات وطاقات كل جسيم ينطلق من التصادم. وقد قام الباحثون بغربلة هذه البيانات للعثور على الحالات النادرة التي تضمحل فيها Λc+\Lambda_c^+ إلى جسيم لامدا، وكاون محايد (الذي يتحول بدوره سريعًا إلى بيونين)، وإما كاون مشحون أو بيون مشحون. ولأن سلاسل الاضمحلال هذه تتضمن عدة خطوات والعديد من الجسيمات المختلفة، كان على الفريق أن يكون حذرًا للغاية للتمييز بين الإشارة الحقيقية وضجيج الخلفية الناتج عن تصادمات الجسيمات العشوائية الأخرى. وقد استخدموا محاكاة حاسوبية متطورة لفهم كيفية استجابة كاشفهم لهذه الأحداث المحددة وحساب مدى كفاءتهم في رصدها.

أسفرت الدراسة عن نتائج واضحة لجميع أنماط الاضمحلال الثلاثة. فقد قاس الفريق احتمالية اضمحلال Λc+\Lambda_c^+ إلى لامدا، وكاون محايد، وكاون مشحون بنحو 3.04 في كل ألف اضمحلال. وتتطابق هذه النتيجة مع القياسات السابقة ولكن بدقة أكبر بكثير، مما قلص نطاق عدم اليقين بشكل ملحوظ. والأهم من ذلك، أنهم رصدوا الاضمحلال إلى لامدا، وكاون محايد، وبيون مشحون لأول مرة. هذا النوع هو "اضمحلال مقيد بـ كابيبو مفرد" (singly Cabibbo-suppressed decay)، وهو مصطلح يصف عملية مسموح بها نظريًا ولكنها تحدث بتكرار أقل من مسارات الاضمحلال الأكثر شيوعًا. ووجد الباحثون أن هذا يحدث حوالي 1.73 مرة في كل ألف اضمحلال. وهذا الرقم أقل بشكل ملحوظ مما تنبأت به بعض النماذج النظرية القائمة على مبادئ التماثل، مما يشير إلى أن فهمنا الحالي لاضمحلالات الباريونات الثقيلة قد يحتاج إلى تنقيح.

بالإضافة إلى قياس المعدلات الإجمالية، بحث الفريق في البنية الداخلية للاضمحلال الذي يتضمن البيون المشحون. ووجدوا دليلًا قويًا، بدلالة إحصائية بلغت 4.7 انحراف معياري، على أن هذا الاضمحلال غالبًا ما يسلك مسارًا عبر مرحلة وسيطة يتشكل فيها جسيم قصير العمر يسمى K+K^{*+} قبل أن يتفكك. ومع ذلك، نظرًا لأن هذا الجسيم الوسيط عريض وعينة البيانات محدودة، لم يتمكن الباحثون من تحديد معدل واحد نهائي لهذا المسار المحدد. وبدلاً من ذلك، قاموا بحساب الاحتمالية تحت ثلاثة سيناريوهات مختلفة تتعلق بكيفية تداخل وتراكب الموجات الكمومية لمسارات الاضمحلال المختلفة. واعتمادًا على الطور المحدد لهذا التداخل، تتراوح احتمالية مساهمة K+K^{*+} من حوالي 1.29 إلى 5.21 في كل ألف اضمحلال. إن حقيقة أن المعدل المقاس للاضمحلال المباشر إلى لامدا، وكاون محايد، وبيون أقل من التوقعات النظرية، بالإضافة إلى السلوك المعقد لـ K+K^{*+} الوسيط، تشير إلى أن القوى المؤثرة داخل هذه الباريونات الثقيلة أكثر تعقيدًا مما كان يُعتقد سابقًا. وكما يشير الباحثون، ستكون مجموعات البيانات المستقبلية ذات الأعداد الأكبر من التصادمات ضرورية لتحديد هذه الآليات وفهم أنماط اضمحلال الباريونات الفاتنة بشكل كامل.

غارق في أبحاث مجالك؟

تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.

جرّب Digest →