⚛️ high-energy experiments

Precision measurements of semleptonic decays $D^0 \to π^-\ell^+ν_\ell$ and $D^+ \to π^0\ell^+ν_\ell$ ( $\ell =e,μ$ )

Unter Verwendung von 20,3 fb $^{-1}$ an $e^+e^-$ -Kollisionsdaten, die vom BESIII-Detektor gesammelt wurden, präsentiert diese Studie die bislang präzisesten Messungen von Verzweigungsverhältnissen, partiellen Zerfallsraten und Vorwärts-Rückwärts-Asymmetrien für die semileptonischen Zerfälle $D^0 \to \pi^-\ell^+\nu_\ell$ und $D^+\to \pi^0\ell^+\nu_\ell$ ( $\ell=e, \mu$ ), aus denen das Produkt $f^{D\to\pi}_+(0)|V_{cd}|$ bestimmt wird und zur Extraktion des CKM-Matrixelements $|V_{cd}|$ sowie des Formfaktors $f^{D\to\pi}_+(0)$ verwendet wird, während gleichzeitig die Leptonen-Flavor-Universalität getestet und nach Beiträgen skalarer Ströme gesucht wird.

Ursprüngliche Autoren: BESIII Collaboration, M. Ablikim, M. N. Achasov, P. Adlarson, X. C. Ai, C. S. Akondi, R. Aliberti, A. Amoroso, Q. An, Y. H. An, M. S. Anderson, Y. Bai, O. Bakina, H. R. Bao, X. L. Bao, M. BarbagiovannBESIII Collaboration, M. Ablikim, M. N. Achasov, P. Adlarson, X. C. Ai, C. S. Akondi, R. Aliberti, A. Amoroso, Q. An, Y. H. An, M. S. Anderson, Y. Bai, O. Bakina, H. R. Bao, X. L. Bao, M. Barbagiovanni, V. Batozskaya, K. Begzsuren, N. Berger, M. Berlowski, M. B. Bertani, D. Bettoni, F. Bianchi, E. Bianco, A. Bortone, I. Boyko, R. A. Briere, A. Brueggemann, D. Cabiati, H. Cai, M. H. Cai, X. Cai, A. Calcaterra, G. F. Cao, N. Cao, S. A. Cetin, X. Y. Chai, J. F. Chang, T. T. Chang, G. R. Che, Y. Z. Che, C. H. Chen, Chao Chen, G. Chen, H. S. Chen, H. Y. Chen, M. L. Chen, S. J. Chen, S. M. Chen, T. Chen, W. Chen, X. R. Chen, X. T. Chen, X. Y. Chen, Y. B. Chen, Y. Q. Chen, Z. K. Chen, J. Cheng, L. N. Cheng, S. K. Choi, X. Chu, G. Cibinetto, F. Cossio, J. Cottee-Meldrum, H. L. Dai, J. P. Dai, X. C. Dai, A. Dbeyssi, R. E. de Boer, D. Dedovich, C. Q. Deng, Z. Y. Deng, A. Denig, I. Denisenko, M. Destefanis, F. De Mori, E. Di Fiore, X. X. Ding, Y. Ding, Y. X. Ding, J. Dong, L. Y. Dong, M. Y. Dong, X. Dong, Z. J. Dong, M. C. Du, S. X. Du, Shaoxu Du, X. L. Du, Y. Q. Du, Y. Y. Duan, Z. H. Duan, P. Egorov, G. F. Fan, J. J. Fan, K. X. Fan, Y. H. Fan, J. Fang, Jin Fang, S. S. Fang, W. X. Fang, Y. Q. Fang, L. Fava, F. Feldbauer, G. Felici, C. Q. Feng, J. H. Feng, Q. X. Feng, Y. T. Feng, M. Fritsch, C. D. Fu, J. L. Fu, Y. W. Fu, H. Gao, Xu Gao, Y. Gao, Y. N. Gao, Y. Y. Gao, Yunong Gao, Z. Gao, S. Garbolino, I. Garzia, L. Ge, P. T. Ge, Z. W. Ge, C. Geng, A. Gilman, K. Goetzen, J. Gollub, J. B. Gong, J. D. Gong, L. Gong, W. X. Gong, W. Gradl, M. Greco, M. D. Gu, M. H. Gu, C. Y. Guan, A. Q. Guo, H. Guo, J. N. Guo, L. B. Guo, M. J. Guo, R. P. Guo, X. Guo, Y. P. Guo, Z. Guo, A. Guskov, J. Gutierrez, J. Y. Han, T. T. Han, X. Han, F. Hanisch, K. D. Hao, X. Q. Hao, F. A. Harris, C. Z. He, K. K. He, K. L. He, F. H. Heinsius, C. H. Heinz, Y. K. Heng, C. Herold, P. C. Hong, G. Y. Hou, X. T. Hou, Y. R. Hou, Z. L. Hou, H. M. Hu, J. F. Hu, Q. P. Hu, S. L. Hu, T. Hu, Y. Hu, Y. X. Hu, Z. M. Hu, G. S. Huang, K. X. Huang, L. Q. Huang, P. Huang, X. T. Huang, Y. P. Huang, Y. S. Huang, T. Hussain, N. Hüsken, N. in der Wiesche, J. Jackson, Q. Ji, Q. P. Ji, W. Ji, X. B. Ji, X. L. Ji, Y. Y. Ji, L. K. Jia, X. Q. Jia, D. Jiang, S. J. Jiang, X. S. Jiang, Y. Jiang, J. B. Jiao, J. K. Jiao, Z. Jiao, L. C. L. Jin, S. Jin, Y. Jin, M. Q. Jing, X. M. Jing, T. Johansson, S. Kabana, X. L. Kang, X. S. Kang, B. C. Ke, V. Khachatryan, A. Khoukaz, O. B. Kolcu, B. Kopf, L. Kröger, L. Krümmel, Y. Y. Kuang, X. Kui, N. Kumar, A. Kupsc, W. Kühn, Q. Lan, W. N. Lan, T. T. Lei, M. Lellmann, T. Lenz, C. Li, C. H. Li, C. K. Li, Chunkai Li, Cong Li, D. M. Li, F. Li, G. Li, H. B. Li, H. J. Li, H. L. Li, H. N. Li, H. P. Li, Hui Li, J. N. Li, J. S. Li, J. W. Li, K. Li, K. L. Li, L. J. Li, L. K. Li, Lei Li, M. H. Li, M. R. Li, M. T. Li, P. L. Li, P. R. Li, Q. M. Li, Q. X. Li, R. Li, S. Li, S. X. Li, S. Y. Li, Shanshan Li, T. Li, T. Y. Li, W. D. Li, W. G. Li, X. Li, X. H. Li, X. K. Li, X. L. Li, X. Y. Li, X. Z. Li, Y. Li, Y. H. Li, Y. B. Li, Y. C. Li, Y. G. Li, Y. P. Li, Z. H. Li, Z. J. Li, Z. L. Li, Z. X. Li, Z. Y. Li, C. Liang, H. Liang, Y. F. Liang, Y. T. Liang, Z. Z. Liang, G. R. Liao, L. B. Liao, M. H. Liao, Y. P. Liao, J. Libby, A. Limphirat, C. C. Lin, C. X. 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. M. Liu, Huihui Liu, J. B. Liu, J. J. Liu, K. Liu, K. Y. Liu, Ke Liu, Kun Liu, L. Liu, L. C. Liu, Lu Liu, M. H. Liu, P. L. Liu, Q. Liu, S. B. Liu, T. Liu, W. M. Liu, W. T. Liu, X. Liu, X. K. Liu, X. L. Liu, X. P. Liu, X. T. Liu, X. Y. Liu, Y. Liu, Y. B. Liu, Yi Liu, Z. A. Liu, Z. D. Liu, Z. L. Liu, Z. Q. Liu, Z. X. Liu, Z. Y. Liu, X. C. Lou, H. J. Lu, J. G. Lu, X. L. Lu, Y. Lu, Y. H. Lu, Y. P. Lu, Z. H. Lu, C. L. Luo, J. R. Luo, J. S. Luo, M. X. Luo, T. Luo, X. L. Luo, Z. Y. Lv, X. R. Lyu, Y. F. Lyu, Y. H. Lyu, F. C. Ma, H. L. Ma, Heng Ma, J. L. Ma, L. L. Ma, L. R. Ma, Q. M. Ma, R. Q. Ma, R. Y. Ma, T. Ma, X. T. Ma, X. Y. Ma, F. E. Maas, I. MacKay, M. Maggiora, S. Maity, S. Malde, L. M. Mansur, Y. J. Mao, Z. P. Mao, S. Marcello, A. Marshall, F. M. Melendi, Y. H. Meng, Z. X. Meng, G. Mezzadri, H. Miao, T. J. Min, R. E. Mitchell, X. H. Mo, A. F. Mohammad, B. Moses, N. Yu. Muchnoi, J. Muskalla, Y. Nefedov, F. Nerling, H. Neuwirth, Z. Ning, S. Nisar, Q. L. Niu, W. D. Niu, Y. Niu, C. Normand, S. L. Olsen, Q. Ouyang, I. V. Ovtin, S. Pacetti, Y. Pan, C. Y. Pang, A. Pathak, Y. P. Pei, M. Pelizaeus, G. L. Peng, H. P. Peng, X. J. Peng, Y. Y. Peng, K. Peters, K. Petridis, J. L. Ping, R. G. Ping, S. Plura, V. Prasad, L. Pöpping, F. Z. Qi, H. R. Qi, S. Qian, W. B. Qian, C. F. Qiao, J. H. Qiao, J. J. Qin, J. L. Qin, L. Q. Qin, L. Y. Qin, P. B. Qin, X. P. Qin, X. S. Qin, Z. H. Qin, J. F. Qiu, Z. H. Qu, J. Rademacker, K. Ravindran, C. F. Redmer, A. Rivetti, M. Rolo, G. Rong, S. S. Rong, F. Rosini, Ch. Rosner, M. Q. Ruan, W. R. Ruangyoo, N. Salone, A. Sarantsev, Y. Schelhaas, M. Schernau, K. Schoenning, M. Scodeggio, 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, Ch. Y. Shi, H. Shi, J. L. Shi, J. Y. Shi, M. H. Shi, S. Shi, S. Y. Shi, X. Shi, H. L. Song, J. J. Song, M. H. Song, T. Z. Song, W. M. Song, Y. X. Song, Zirong Song, S. Sosio, S. Spataro, S. Stansilaus, F. Stieler, M. Stolte, S. S Su, G. B. Sun, G. X. Sun, H. Sun, H. K. Sun, J. F. Sun, K. Sun, L. Sun, R. Sun, S. S. Sun, T. Sun, W. Y. Sun, Y. C. Sun, Y. H. Sun, Y. J. Sun, Y. Z. Sun, Z. Q. Sun, Z. T. Sun, H. Tabaharizato, N. T. Tagsinsit, C. J. Tang, G. Y. Tang, J. Tang, J. J. Tang, L. F. Tang, Y. A. Tang, Z. H. Tang, L. Y. Tao, M. Tat, J. X. Teng, J. Y. Tian, W. H. Tian, Y. Tian, Z. F. Tian, K. Yu. Todyshev, I. Uman, E. van der Smagt, B. Wang, Bin Wang, Bo Wang, C. Wang, Chao Wang, Cong Wang, D. Y. Wang, F. K. Wang, H. J. Wang, H. R. Wang, J. Wang, J. H. Wang, J. J. Wang, J. P. Wang, K. Wang, L. L. Wang, L. W. Wang, M. Wang, Mi Wang, N. Y. Wang, P. Wang, S. Wang, Shun Wang, T. Wang, W. Wang, W. P. Wang, X. F. Wang, X. L. Wang, X. N. Wang, Xin Wang, Y. Wang, Y. D. Wang, Y. F. Wang, Y. H. Wang, Y. J. Wang, Y. L. Wang, Y. N. Wang, Yanning Wang, Yaqian Wang, Yi Wang, Yuan Wang, Z. Wang, Z. L. Wang, Z. Q. Wang, Z. Y. Wang, Zhi Wang, Ziyi Wang, D. Wei, D. H. Wei, D. J. Wei, H. R. Wei, F. Weidner, H. R. Wen, S. P. Wen, U. Wiedner, G. Wilkinson, J. F. Wu, L. H. Wu, L. J. Wu, Lianjie Wu, S. G. Wu, S. M. Wu, X. W. Wu, Z. Wu, H. L. Xia, L. Xia, B. H. Xiang, D. Xiao, G. Y. Xiao, H. Xiao, Y. L. Xiao, Z. J. Xiao, C. Xie, K. J. Xie, Y. Xie, Y. G. Xie, Y. H. Xie, Z. P. Xie, T. Y. Xing, D. B. Xiong, G. F. Xu, H. Y. Xu, Q. J. Xu, Q. N. Xu, T. D. Xu, X. P. Xu, Y. Xu, Y. C. Xu, Z. S. Xu, F. Yan, L. Yan, W. B. Yan, W. C. Yan, W. H. Yan, W. P. Yan, X. Q. Yan, Y. Y. Yan, H. J. Yang, H. L. Yang, H. X. Yang, J. H. Yang, L. Y. Yang, R. J. Yang, X. Y. Yang, Y. Yang, Y. G. Yang, Y. H. Yang, Y. M. Yang, Y. Q. Yang, Y. Z. Yang, Youhua Yang, Z. Y. Yang, W. J. Yao, Z. P. Yao, M. Ye, M. H. Ye, Z. J. Ye, K. Yi, Junhao Yin, Qiqin Yin, Z. Y. You, B. X. Yu, C. X. Yu, G. Yu, J. S. Yu, L. W. Yu, T. Yu, X. D. Yu, Y. C. Yu, Yongchao Yu, C. Z. Yuan, H. Yuan, J. Yuan, Jie Yuan, L. Yuan, M. K. Yuan, S. H. Yuan, Y. Yuan, C. X. Yue, Ying Yue, A. A. Zafar, F. R. Zeng, S. H. Zeng, X. Zeng, Y. J. Zeng, Yujie Zeng, Y. C. Zhai, Y. H. Zhan, B. L. Zhang, B. X. Zhang, D. H. Zhang, G. Y. Zhang, Gengyuan Zhang, H. Zhang, H. C. Zhang, H. H. Zhang, H. L. Zhang, H. Q. Zhang, H. R. Zhang, H. Y. Zhang, Han 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, Jin Zhang, Jiyuan Zhang, L. M. Zhang, Lei Zhang, N. Zhang, P. Zhang, Q. Zhang, Q. Y. Zhang, Q. Z. Zhang, R. Y. Zhang, S. H. Zhang, S. N. Zhang, Shulei Zhang, X. M. Zhang, X. Y. Zhang, Y. T. Zhang, Y. H. Zhang, Y. P. Zhang, Yao Zhang, Yu Zhang, Yu Zhang, Z. Zhang, Z. D. Zhang, Z. H. Zhang, Z. L. Zhang, Z. X. Zhang, Z. Y. Zhang, Zh. Zh. Zhang, Zhilong Zhang, Ziyang Zhang, Ziyu Zhang, G. Zhao, J. -P. Zhao, J. Y. Zhao, J. Z. Zhao, L. Zhao, Lei Zhao, M. G. Zhao, R. P. Zhao, S. J. Zhao, Y. B. Zhao, Y. L. Zhao, Y. P. Zhao, Y. X. Zhao, Z. G. Zhao, A. Zhemchugov, B. Zheng, B. M. Zheng, J. P. Zheng, W. J. Zheng, W. Q. Zheng, X. R. Zheng, Y. H. Zheng, B. Zhong, C. Zhong, X. Zhong, H. Zhou, J. Q. Zhou, S. Zhou, X. Zhou, X. K. Zhou, X. R. Zhou, X. Y. Zhou, Y. X. Zhou, Y. Z. Zhou, A. N. Zhu, J. Zhu, K. Zhu, K. J. Zhu, K. S. Zhu, L. X. Zhu, Lin Zhu, S. H. Zhu, T. J. Zhu, W. D. Zhu, W. J. Zhu, W. Z. Zhu, Y. C. Zhu, Z. A. Zhu, X. Y. Zhuang, M. Zhuge, J. H. Zou, J. Zu

Veröffentlicht 2026-07-28

📖 3 Min. Lesezeit🧠 Tiefgang

CC BY 4.0

Ursprüngliche Autoren: BESIII Collaboration, M. Ablikim, M. N. Achasov, P. Adlarson, X. C. Ai, C. S. Akondi, R. Aliberti, A. Amoroso, Q. An, Y. H. An, M. S. Anderson, Y. Bai, O. Bakina, H. R. Bao, X. L. Bao, M. Barbagiovanni, V. Batozskaya, K. Begzsuren, N. Berger, M. Berlowski, M. B. Bertani, D. Bettoni, F. Bianchi, E. Bianco, A. Bortone, I. Boyko, R. A. Briere, A. Brueggemann, D. Cabiati, H. Cai, M. H. Cai, X. Cai, A. Calcaterra, G. F. Cao, N. Cao, S. A. Cetin, X. Y. Chai, J. F. Chang, T. T. Chang, G. R. Che, Y. Z. Che, C. H. Chen, Chao Chen, G. Chen, H. S. Chen, H. Y. Chen, M. L. Chen, S. J. Chen, S. M. Chen, T. Chen, W. Chen, X. R. Chen, X. T. Chen, X. Y. Chen, Y. B. Chen, Y. Q. Chen, Z. K. Chen, J. Cheng, L. N. Cheng, S. K. Choi, X. Chu, G. Cibinetto, F. Cossio, J. Cottee-Meldrum, H. L. Dai, J. P. Dai, X. C. Dai, A. Dbeyssi, R. E. de Boer, D. Dedovich, C. Q. Deng, Z. Y. Deng, A. Denig, I. Denisenko, M. Destefanis, F. De Mori, E. Di Fiore, X. X. Ding, Y. Ding, Y. X. Ding, J. Dong, L. Y. Dong, M. Y. Dong, X. Dong, Z. J. Dong, M. C. Du, S. X. Du, Shaoxu Du, X. L. Du, Y. Q. Du, Y. Y. Duan, Z. H. Duan, P. Egorov, G. F. Fan, J. J. Fan, K. X. Fan, Y. H. Fan, J. Fang, Jin Fang, S. S. Fang, W. X. Fang, Y. Q. Fang, L. Fava, F. Feldbauer, G. Felici, C. Q. Feng, J. H. Feng, Q. X. Feng, Y. T. Feng, M. Fritsch, C. D. Fu, J. L. Fu, Y. W. Fu, H. Gao, Xu Gao, Y. Gao, Y. N. Gao, Y. Y. Gao, Yunong Gao, Z. Gao, S. Garbolino, I. Garzia, L. Ge, P. T. Ge, Z. W. Ge, C. Geng, A. Gilman, K. Goetzen, J. Gollub, J. B. Gong, J. D. Gong, L. Gong, W. X. Gong, W. Gradl, M. Greco, M. D. Gu, M. H. Gu, C. Y. Guan, A. Q. Guo, H. Guo, J. N. Guo, L. B. Guo, M. J. Guo, R. P. Guo, X. Guo, Y. P. Guo, Z. Guo, A. Guskov, J. Gutierrez, J. Y. Han, T. T. Han, X. Han, F. Hanisch, K. D. Hao, X. Q. Hao, F. A. Harris, C. Z. He, K. K. He, K. L. He, F. H. Heinsius, C. H. Heinz, Y. K. Heng, C. Herold, P. C. Hong, G. Y. Hou, X. T. Hou, Y. R. Hou, Z. L. Hou, H. M. Hu, J. F. Hu, Q. P. Hu, S. L. Hu, T. Hu, Y. Hu, Y. X. Hu, Z. M. Hu, G. S. Huang, K. X. Huang, L. Q. Huang, P. Huang, X. T. Huang, Y. P. Huang, Y. S. Huang, T. Hussain, N. Hüsken, N. in der Wiesche, J. Jackson, Q. Ji, Q. P. Ji, W. Ji, X. B. Ji, X. L. Ji, Y. Y. Ji, L. K. Jia, X. Q. Jia, D. Jiang, S. J. Jiang, X. S. Jiang, Y. Jiang, J. B. Jiao, J. K. Jiao, Z. Jiao, L. C. L. Jin, S. Jin, Y. Jin, M. Q. Jing, X. M. Jing, T. Johansson, S. Kabana, X. L. Kang, X. S. Kang, B. C. Ke, V. Khachatryan, A. Khoukaz, O. B. Kolcu, B. Kopf, L. Kröger, L. Krümmel, Y. Y. Kuang, X. Kui, N. Kumar, A. Kupsc, W. Kühn, Q. Lan, W. N. Lan, T. T. Lei, M. Lellmann, T. Lenz, C. Li, C. H. Li, C. K. Li, Chunkai Li, Cong Li, D. M. Li, F. Li, G. Li, H. B. Li, H. J. Li, H. L. Li, H. N. Li, H. P. Li, Hui Li, J. N. Li, J. S. Li, J. W. Li, K. Li, K. L. Li, L. J. Li, L. K. Li, Lei Li, M. H. Li, M. R. Li, M. T. Li, P. L. Li, P. R. Li, Q. M. Li, Q. X. Li, R. Li, S. Li, S. X. Li, S. Y. Li, Shanshan Li, T. Li, T. Y. Li, W. D. Li, W. G. Li, X. Li, X. H. Li, X. K. Li, X. L. Li, X. Y. Li, X. Z. Li, Y. Li, Y. H. Li, Y. B. Li, Y. C. Li, Y. G. Li, Y. P. Li, Z. H. Li, Z. J. Li, Z. L. Li, Z. X. Li, Z. Y. Li, C. Liang, H. Liang, Y. F. Liang, Y. T. Liang, Z. Z. Liang, G. R. Liao, L. B. Liao, M. H. Liao, Y. P. Liao, J. Libby, A. Limphirat, C. C. Lin, C. X. 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. M. Liu, Huihui Liu, J. B. Liu, J. J. Liu, K. Liu, K. Y. Liu, Ke Liu, Kun Liu, L. Liu, L. C. Liu, Lu Liu, M. H. Liu, P. L. Liu, Q. Liu, S. B. Liu, T. Liu, W. M. Liu, W. T. Liu, X. Liu, X. K. Liu, X. L. Liu, X. P. Liu, X. T. Liu, X. Y. Liu, Y. Liu, Y. B. Liu, Yi Liu, Z. A. Liu, Z. D. Liu, Z. L. Liu, Z. Q. Liu, Z. X. Liu, Z. Y. Liu, X. C. Lou, H. J. Lu, J. G. Lu, X. L. Lu, Y. Lu, Y. H. Lu, Y. P. Lu, Z. H. Lu, C. L. Luo, J. R. Luo, J. S. Luo, M. X. Luo, T. Luo, X. L. Luo, Z. Y. Lv, X. R. Lyu, Y. F. Lyu, Y. H. Lyu, F. C. Ma, H. L. Ma, Heng Ma, J. L. Ma, L. L. Ma, L. R. Ma, Q. M. Ma, R. Q. Ma, R. Y. Ma, T. Ma, X. T. Ma, X. Y. Ma, F. E. Maas, I. MacKay, M. Maggiora, S. Maity, S. Malde, L. M. Mansur, Y. J. Mao, Z. P. Mao, S. Marcello, A. Marshall, F. M. Melendi, Y. H. Meng, Z. X. Meng, G. Mezzadri, H. Miao, T. J. Min, R. E. Mitchell, X. H. Mo, A. F. Mohammad, B. Moses, N. Yu. Muchnoi, J. Muskalla, Y. Nefedov, F. Nerling, H. Neuwirth, Z. Ning, S. Nisar, Q. L. Niu, W. D. Niu, Y. Niu, C. Normand, S. L. Olsen, Q. Ouyang, I. V. Ovtin, S. Pacetti, Y. Pan, C. Y. Pang, A. Pathak, Y. P. Pei, M. Pelizaeus, G. L. Peng, H. P. Peng, X. J. Peng, Y. Y. Peng, K. Peters, K. Petridis, J. L. Ping, R. G. Ping, S. Plura, V. Prasad, L. Pöpping, F. Z. Qi, H. R. Qi, S. Qian, W. B. Qian, C. F. Qiao, J. H. Qiao, J. J. Qin, J. L. Qin, L. Q. Qin, L. Y. Qin, P. B. Qin, X. P. Qin, X. S. Qin, Z. H. Qin, J. F. Qiu, Z. H. Qu, J. Rademacker, K. Ravindran, C. F. Redmer, A. Rivetti, M. Rolo, G. Rong, S. S. Rong, F. Rosini, Ch. Rosner, M. Q. Ruan, W. R. Ruangyoo, N. Salone, A. Sarantsev, Y. Schelhaas, M. Schernau, K. Schoenning, M. Scodeggio, 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, Ch. Y. Shi, H. Shi, J. L. Shi, J. Y. Shi, M. H. Shi, S. Shi, S. Y. Shi, X. Shi, H. L. Song, J. J. Song, M. H. Song, T. Z. Song, W. M. Song, Y. X. Song, Zirong Song, S. Sosio, S. Spataro, S. Stansilaus, F. Stieler, M. Stolte, S. S Su, G. B. Sun, G. X. Sun, H. Sun, H. K. Sun, J. F. Sun, K. Sun, L. Sun, R. Sun, S. S. Sun, T. Sun, W. Y. Sun, Y. C. Sun, Y. H. Sun, Y. J. Sun, Y. Z. Sun, Z. Q. Sun, Z. T. Sun, H. Tabaharizato, N. T. Tagsinsit, C. J. Tang, G. Y. Tang, J. Tang, J. J. Tang, L. F. Tang, Y. A. Tang, Z. H. Tang, L. Y. Tao, M. Tat, J. X. Teng, J. Y. Tian, W. H. Tian, Y. Tian, Z. F. Tian, K. Yu. Todyshev, I. Uman, E. van der Smagt, B. Wang, Bin Wang, Bo Wang, C. Wang, Chao Wang, Cong Wang, D. Y. Wang, F. K. Wang, H. J. Wang, H. R. Wang, J. Wang, J. H. Wang, J. J. Wang, J. P. Wang, K. Wang, L. L. Wang, L. W. Wang, M. Wang, Mi Wang, N. Y. Wang, P. Wang, S. Wang, Shun Wang, T. Wang, W. Wang, W. P. Wang, X. F. Wang, X. L. Wang, X. N. Wang, Xin Wang, Y. Wang, Y. D. Wang, Y. F. Wang, Y. H. Wang, Y. J. Wang, Y. L. Wang, Y. N. Wang, Yanning Wang, Yaqian Wang, Yi Wang, Yuan Wang, Z. Wang, Z. L. Wang, Z. Q. Wang, Z. Y. Wang, Zhi Wang, Ziyi Wang, D. Wei, D. H. Wei, D. J. Wei, H. R. Wei, F. Weidner, H. R. Wen, S. P. Wen, U. Wiedner, G. Wilkinson, J. F. Wu, L. H. Wu, L. J. Wu, Lianjie Wu, S. G. Wu, S. M. Wu, X. W. Wu, Z. Wu, H. L. Xia, L. Xia, B. H. Xiang, D. Xiao, G. Y. Xiao, H. Xiao, Y. L. Xiao, Z. J. Xiao, C. Xie, K. J. Xie, Y. Xie, Y. G. Xie, Y. H. Xie, Z. P. Xie, T. Y. Xing, D. B. Xiong, G. F. Xu, H. Y. Xu, Q. J. Xu, Q. N. Xu, T. D. Xu, X. P. Xu, Y. Xu, Y. C. Xu, Z. S. Xu, F. Yan, L. Yan, W. B. Yan, W. C. Yan, W. H. Yan, W. P. Yan, X. Q. Yan, Y. Y. Yan, H. J. Yang, H. L. Yang, H. X. Yang, J. H. Yang, L. Y. Yang, R. J. Yang, X. Y. Yang, Y. Yang, Y. G. Yang, Y. H. Yang, Y. M. Yang, Y. Q. Yang, Y. Z. Yang, Youhua Yang, Z. Y. Yang, W. J. Yao, Z. P. Yao, M. Ye, M. H. Ye, Z. J. Ye, K. Yi, Junhao Yin, Qiqin Yin, Z. Y. You, B. X. Yu, C. X. Yu, G. Yu, J. S. Yu, L. W. Yu, T. Yu, X. D. Yu, Y. C. Yu, Yongchao Yu, C. Z. Yuan, H. Yuan, J. Yuan, Jie Yuan, L. Yuan, M. K. Yuan, S. H. Yuan, Y. Yuan, C. X. Yue, Ying Yue, A. A. Zafar, F. R. Zeng, S. H. Zeng, X. Zeng, Y. J. Zeng, Yujie Zeng, Y. C. Zhai, Y. H. Zhan, B. L. Zhang, B. X. Zhang, D. H. Zhang, G. Y. Zhang, Gengyuan Zhang, H. Zhang, H. C. Zhang, H. H. Zhang, H. L. Zhang, H. Q. Zhang, H. R. Zhang, H. Y. Zhang, Han 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, Jin Zhang, Jiyuan Zhang, L. M. Zhang, Lei Zhang, N. Zhang, P. Zhang, Q. Zhang, Q. Y. Zhang, Q. Z. Zhang, R. Y. Zhang, S. H. Zhang, S. N. Zhang, Shulei Zhang, X. M. Zhang, X. Y. Zhang, Y. T. Zhang, Y. H. Zhang, Y. P. Zhang, Yao Zhang, Yu Zhang, Yu Zhang, Z. Zhang, Z. D. Zhang, Z. H. Zhang, Z. L. Zhang, Z. X. Zhang, Z. Y. Zhang, Zh. Zh. Zhang, Zhilong Zhang, Ziyang Zhang, Ziyu Zhang, G. Zhao, J. -P. Zhao, J. Y. Zhao, J. Z. Zhao, L. Zhao, Lei Zhao, M. G. Zhao, R. P. Zhao, S. J. Zhao, Y. B. Zhao, Y. L. Zhao, Y. P. Zhao, Y. X. Zhao, Z. G. Zhao, A. Zhemchugov, B. Zheng, B. M. Zheng, J. P. Zheng, W. J. Zheng, W. Q. Zheng, X. R. Zheng, Y. H. Zheng, B. Zhong, C. Zhong, X. Zhong, H. Zhou, J. Q. Zhou, S. Zhou, X. Zhou, X. K. Zhou, X. R. Zhou, X. Y. Zhou, Y. X. Zhou, Y. Z. Zhou, A. N. Zhu, J. Zhu, K. Zhu, K. J. Zhu, K. S. Zhu, L. X. Zhu, Lin Zhu, S. H. Zhu, T. J. Zhu, W. D. Zhu, W. J. Zhu, W. Z. Zhu, Y. C. Zhu, Z. A. Zhu, X. Y. Zhuang, M. Zhuge, J. H. Zou, J. Zu

Originalarbeit lizenziert unter CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ✨ Dies ist eine KI-generierte Erklärung des untenstehenden Papers. Sie wurde nicht von den Autoren verfasst oder gebilligt. Für technische Genauigkeit konsultieren Sie das Originalpaper. Vollständigen Haftungsausschluss lesen

Stellen Sie sich das Universum als eine riesige, geschäftige Baustelle vor, auf der winzige Bausteine namens Teilchen ständig zusammengebaut und wieder auseinandergenommen werden. In diesem „Charm“-Sektor dieser Baustelle gibt es besondere, kurzlebige Ziegelsteine namens D-Mesonen. Diese Ziegelsteine sind faszinierend, weil sie aus einem schweren Charm-Quark und einem leichteren Partner bestehen, und wenn sie auseinanderfallen, offenbaren sie die geheimen Regeln der schwachen Wechselwirkung des Universums – dem unsichtbaren Kleber, der es Teilchen ermöglicht, ihre Identität zu ändern. Eine der wichtigsten Regeln in diesem Spiel ist die „Lepton-Flavor-Universalität“, was wie ein strenger Türsteher in einem kosmischen Club ist: Er verlangt, dass das Universum Elektronen und Myonen (zwei verschiedene Arten von Leichtteilchen) exakt gleich behandelt, ungeachtet ihrer geringfügigen Unterschiede im Gewicht. Wenn der Türsteher jemals das eine hineinlässt, während er das andere abweist, würde dies bedeuten, dass das Regelwerk falsch ist und eine ganz neue, unentdeckte Physik im Schatten lauert. Wissenschaftler haben nach diesem „Regelbruch des Türstehers“ in anderen Teilen der Baustelle gesucht, aber der Charm-Sektor blieb ein wenig mysteriös und wartete auf einen genaueren Blick.

Doch ein massives Team von Wissenschaftlern, bekannt als die BESIII-Kollaboration, hat nun eine Lupe auf diese spezifischen Charm-Ziegelsteine gerichtet. Unter Verwendung eines riesigen Detektors in China, der wie eine Hochgeschwindigkeitskamera für Teilchenkollisionen fungiert, analysierten sie einen massiven Datensatz, der einer integrierten Luminosität von 20,3 fb⁻¹ entspricht, um D-Mesonen beim Zerfall in Pionen, ein Lepton (entweder ein Elektron oder ein Myon) und ein geisterhaftes Neutrino zu beobachten. Denken Sie daran wie beim Versuch, das Rezept eines Kuchens zu entschlüsseln, indem man beobachtet, wie er backt, und dann die übrig gebliebenen Krümel sorgfältig misst. Das Team maß exakt, wie oft diese spezifischen Zerfallsrezepte vorkommen, und fand heraus, dass das D⁰-Meson etwa 2,950-mal von jeweils 1.000 Versuchen in ein Pion und ein Elektron zerfällt und etwa 2,817-mal in ein Pion und ein Myon. Für das geladene D⁺-Meson liegen die Zahlen etwas höher, bei etwa 3,622 bzw. 3,507 von 1.000 Fällen. Dies sind keine bloßen Schätzungen; das Team hat sie mit einer solchen Präzision gemessen, dass es die besten Zahlen sind, die wir je gesehen haben, wobei sie die bisherigen Rekorde um das Zwei- bis Dreifache verbessert haben.

Aber die wahre Magie bestand nicht nur darin, die Krümel zu zählen; es ging darum zu prüfen, ob das Universum fair spielt. Die Wissenschaftler verglichen die „Elektronen“-Rezepte mit den „Myonen“-Rezepten, um zu sehen, ob der Türsteher voreingenommen war. Sie fanden heraus, dass das Verhältnis von Myonen zu Elektronen sehr nah an dem liegt, was das Standardmodell (das aktuelle Regelwerk der Physik) vorhersagt, wobei keine signifikante Voreingenommenheit festgestellt wurde. Das bedeutet, dass das Universum in diesen spezifischen Charm-Zerfällen Elektronen und Myonen weiterhin mit gleichem Respekt behandelt. Darüber hinaus suchten sie nach einem heimlichen „skalaren Strom“ – einer hypothetischen zusätzlichen Kraft, die sich im Zerfallsprozess verstecken könnte und wie eine geheime Zutat wirkt, die den Geschmack des Kuchens verändert. Durch die Analyse der Winkel und Energien der ausfliegenden Teilchen fanden sie keine Hinweise auf diese geheime Zutat. Die Daten legen nahe, dass, falls diese geheime Kraft existiert, sie unglaublich schwach ist und sich so gut versteckt, dass sie noch keinen nachweisbaren Fingerabdruck hinterlassen hat. Durch die Kombination all dieser präzisen Messungen berechnete das Team auch ein fundamentales Element namens CKM-Matrixelement, das hilft, die Karte zu vervollständigen, wie Quarks ineinander umgewandelt werden, und liefert uns so eine schärfere, genauere Karte der fundamentalen Bausteine des Universums.

Technische Zusammenfassung: Präzisionsmessungen der semileptonischen Zerfälle $D^0 \to \pi^- \ell^+ \nu_\ell$ und $D^+ \to \pi^0 \ell^+ \nu_\ell$

Problem und Motivation
Experimentelle Studien der semileptonischen Zerfälle von Charm-Mesonen sind entscheidend für das Verständnis der schwachen und starken Wechselwirkungen im Charm-Sektor. Diese Prozesse ermöglichen die Extraktion des Produkts aus dem Betrag des Cabibbo-Kobayashi-Maskawa-Elementmoduls $|V_{cd}|$ und dem hadronischen Übergangsformfaktor $f^{D\to\pi}_+(0)$ . Diese Extraktion dient zwei primären Zwecken: der Überprüfung theoretischer Vorhersagen von Formfaktoren (berechnet über Ansätze wie Gitter-QCD, QCD-Lichtkegel-Summenregeln und Quarkmodelle) und dem Testen der Unitarität der CKM-Matrix.

Darüber hinaus bieten diese Zerfälle eine Sonde für die Lepton-Flavor-Universalität (LFU) und potenzielle Neue Physik (NP). Während das Standardmodell (SM) äquivalente Wechselwirkungen für alle Lepton-Generationen vorhersagt, haben Anomalien in $b \to c \ell^+ \bar{\nu}_\ell$ -Übergängen auf Abweichungen hingewiesen. Theoretische Modelle, einschließlich Zwei-Higgs-Dublett-Modellen und Leptoquark-Szenarien, schlagen vor, dass Beiträge skalarer Ströme in schwachen Wechselwirkungen diese Diskrepanzen erklären könnten. Der $c \to d \ell^+ \nu_\ell$ -Übergang in $D \to \pi \ell^+ \nu_\ell$ -Zerfällen ist aufgrund seiner relativ großen Verzweigungsraten und hohen Detektionseffizienzen besonders vielversprechend für die Einschränkung dieser skalaren Ströme. Vor dieser Arbeit existierten keine experimentellen Einschränkungen für skalare Ströme und Vorwärts-Rückwärts-Asymmetrien in diesen spezifischen Zerfällen, und bestehende Messungen der Verzweigungsraten fehlte die erforderliche Präzision für strenge Tests.

Methodik
Die Analyse nutzt $20,3 \text{ fb}^{-1}$ an $e^+e^-$ -Kollisionsdaten, die bei einer Schwerpunktsenergie von $\sqrt{s} = 3,773 \text{ GeV}$ durch den BESIII-Detektor gesammelt wurden. Bei dieser Energie werden $D\bar{D}$ -Paare über die $\psi(3770)$ -Resonanz erzeugt.

Double-Tag (DT) Methode: Die Studie verwendet die Double-Tag-Technik zur Messung absoluter Verzweigungsraten. Single-Tag (ST)-Kandidaten werden in verschiedenen hadronischen Moden rekonstruiert ( $\bar{D}^0 \to K^+\pi^-$ , $K^+\pi^-\pi^0$ , etc. und $D^- \to K^+\pi^-\pi^-$ , etc.). Signalereignisse werden im Rückstoßsystem dieser ST-Kandidaten identifiziert.
Ereignisauswahl: Signal-Kandidaten für $D^0 \to \pi^- \ell^+ \nu_\ell$ und $D^+ \to \pi^0 \ell^+ \nu_\ell$ ( $\ell = e, \mu$ ) werden basierend auf kinematischen Variablen, Teilchenidentifikation (PID) unter Verwendung von $dE/dx$, Time-of-Flight (TOF) und Informationen des Elektromagnetischen Kalorimeters (EMC) sowie spezifischen Veto-Kriterien ausgewählt, um Hintergründe zu unterdrücken (z. B. $K_S^0$ -Veto, zusätzliche Photon-/Track-Unterdrückung).
Signalextraktion: Die Verteilung der fehlenden Masse im Quadrat ( $M^2_{miss}$ ) wird verwendet, um die Signalerträge zu extrahieren. Fits werden in zehn $q^2$ -Intervallen durchgeführt, um partielle Zerfallsraten zu bestimmen.
Extraktion des Formfaktors: Die hadronischen Übergangsformfaktoren werden mittels einer Zwei-Parameter-Serienentwicklung modelliert. Ein simultaner Fit wird an den partiellen Zerfallsraten aller vier Kanäle ( $D^0 \to \pi^- e^+ \nu_e, D^0 \to \pi^- \mu^+ \nu_\mu, D^+ \to \pi^0 e^+ \nu_e, D^+ \to \pi^0 \mu^+ \nu_\mu$ ) durchgeführt, um $f^{D\to\pi}_+(0)|V_{cd}|$ zu extrahieren.
Skalarer Strom und Asymmetrie: Die Vorwärts-Rückwärts-Asymmetrie ( $A_{FB}$ ) wird in $q^2$ -Bins gemessen. Ein simultaner Fit an die partiellen Zerfallsraten und $A_{FB}$ wird durchgeführt, um die komplexen Wilson-Koeffizienten ( $C_S^\ell$ ) zu beschränken, die mit skalaren Strömen assoziiert sind.

Wesentliche Beiträge und Ergebnisse

Verzweigungsraten: Das Paper berichtet die ersten Präzisionsmessungen der Verzweigungsraten für alle vier Zerfallsmodi unter Verwendung des vollständigen Datensatzes. Die Ergebnisse sind:
- $\mathcal{B}(D^0 \to \pi^- e^+ \nu_e) = (2,950 \pm 0,017_{\text{stat}} \pm 0,017_{\text{syst}}) \times 10^{-3}$
- $\mathcal{B}(D^0 \to \pi^- \mu^+ \nu_\mu) = (2,817 \pm 0,037_{\text{stat}} \pm 0,019_{\text{syst}}) \times 10^{-3}$
- $\mathcal{B}(D^+ \to \pi^0 e^+ \nu_e) = (3,622 \pm 0,034_{\text{stat}} \pm 0,018_{\text{syst}}) \times 10^{-3}$
- $\mathcal{B}(D^+ \to \pi^0 \mu^+ \nu_\mu) = (3,507 \pm 0,043_{\text{stat}} \pm 0,026_{\text{syst}}) \times 10^{-3}$
  Diese Messungen verbessern die vorherigen BESIII-Ergebnisse um den Faktor 2–3.
Formfaktor und CKM-Element: Durch einen simultanen Fit wird das Produkt aus dem Formfaktor bei Null-Impulsübertrag und dem CKM-Element bestimmt:
- $f^{D\to\pi}_+(0)|V_{cd}| = 0,1425 \pm 0,0005_{\text{stat}} \pm 0,0003_{\text{syst}}$ .
  Unter Verwendung des SM-Global-Fit-Wertes für $|V_{cd}|$ wird der Formfaktor extrahiert als $f^{D\to\pi}_+(0) = 0,6339 \pm 0,0024_{\text{stat}} \pm 0,0014_{\text{syst}}$ . Umgekehrt wird unter Verwendung von Gitter-QCD-Berechnungen für den Formfaktor das CKM-Element bestimmt als $|V_{cd}| = 0,2262 \pm 0,0008_{\text{stat}} \pm 0,0005_{\text{syst}} \pm 0,0018_{\text{LQCD}}$ .
Lepton-Flavor-Universalität (LFU): Die Verhältnisse der semimuonischen zu den semielektronischen Verzweigungsraten wurden gemessen:
- $R^0_{\text{LFU}} = 0,947 \pm 0,014_{\text{stat}} \pm 0,005_{\text{syst}}$
- $R^+_{\text{LFU}} = 0,973 \pm 0,015_{\text{stat}} \pm 0,006_{\text{syst}}$
  Diese Ergebnisse sind konsistent mit den SM-Vorhersagen innerhalb von $2,5\sigma$ bzw. $0,7\sigma$ .
Vorwärts-Rückwärts-Asymmetrien: Diese Arbeit präsentiert die ersten experimentellen Messungen der Vorwärts-Rückwärts-Asymmetrien ( $A_{FB}$ ) für $D \to \pi \ell^+ \nu_\ell$ -Zerfälle in $q^2$ -Bins. Die gemessenen Asymmetrien sind konsistent mit den SM-Vorhersagen.
Beschränkung der skalaren Ströme: Durch das Fitten der partiellen Zerfallsraten und $A_{FB}$ etabliert das Paper die ersten experimentellen Beschränkungen für den Beitrag des skalaren Stroms im $c \to d \ell^+ \nu_\ell$ -Übergang. Die Ergebnisse für den Myon-Kanal sind:
- $\text{Re}(C_S^\mu) = 0,022 \pm 0,023_{\text{stat}} \pm 0,003_{\text{syst}}$
- $|\text{Im}(C_S^\mu)| = 0,000 \pm 0,038_{\text{stat}} \pm 0,012_{\text{syst}}$
  Es wurde kein Hinweis auf skalare Ströme jenseits des SM gefunden. Die Signifikanz eines von Null verschiedenen $C_S^\mu$ wird auf $1,6\sigma$ geschätzt.

Bedeutung
Das Paper behauptet, dass diese Ergebnisse die präzisesten Messungen für diese Zerfallsmodi bis heute darstellen und frühere BESIII-Analysen übertreffen. Die verbesserte Präzision auf $f^{D\to\pi}_+(0)$ und $|V_{cd}|$ bietet einen strengen Test für theoretische Berechnungen, insbesondere für die Gitter-QCD. Die erstmalige Messung der Vorwärts-Rückwärts-Asymmetrien und die daraus resultierenden Beschränkungen für skalare Ströme liefern kritische neue Daten zur Untersuchung potenzieller Neuer Physik im Charm-Sektor, speziell hinsichtlich der Beiträge skalarer Ströme, welche die in anderen Flavor-Sektoren beobachteten Anomalien erklären könnten. Die Konsistenz der LFU-Verhältnisse mit dem Standardmodell unterstützt ferner die SM-Beschreibung dieser Wechselwirkungen innerhalb der aktuellen experimentellen Präzision.

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