Measurement of Branching Fraction and Transition Magnetic Moment of the Hyperon Dalitz Decay Σ0→Λe+e−
Met behulp van een steekproef van 10 miljard J/ψ-gebeurtenissen van de BESIII-detector rapporteert deze studie de eerste experimentele waarneming van het Dalitz-verval Σ0→Λe+e−, waarbij de vertakkingsfractie wordt gemeten als (6,34±0,25stat.±0,23syst.)×10−3 en het transitiemagnetisch moment wordt bepaald als (1,74±0,03stat.±0,09syst.)μN, waarbij het resultaat van de vertakkingsfractie een 2σ-verschil vertoont met eerdere theoretische voorspellingen.
Oorspronkelijke auteurs: BESIII Collaboration, M. Ablikim (collapse list), M. N. Achasov (collapse list), P. Adlarson (collapse list), X. C. Ai (collapse list), R. Aliberti (collapse list), A. Amoroso (collapse list), Q. An (collapse list), Y. Bai (collapse list), O. Bakina (collapse list), Y. Ban (collapse list), H. -R. Bao (collapse list), V. Batozskaya (collapse list), K. Begzsuren (collapse list), N. Berger (collapse list), M. Berlowski (collapse list), M. B. Bertani (collapse list), D. Bettoni (collapse list), F. Bianchi (collapse list), E. Bianco (collapse list), A. Bortone (collapse list), I. Boyko (collapse list), R. A. Briere (collapse list), A. Brueggemann (collapse list), H. Cai (collapse list), M. H. Cai (collapse list), X. Cai (collapse list), A. Calcaterra (collapse list), G. F. Cao (collapse list), N. Cao (collapse list), S. A. Cetin (collapse list), X. Y. Chai (collapse list), J. F. Chang (collapse list), T. T. Chang (collapse list), G. R. Che (collapse list), Y. Z. Che (collapse list), C. H. Chen (collapse list), Chao Chen (collapse list), G. Chen (collapse list), H. S. Chen (collapse list), H. Y. Chen (collapse list), M. L. Chen (collapse list), S. J. Chen (collapse list), S. M. Chen (collapse list), T. Chen (collapse list), X. R. Chen (collapse list), X. T. Chen (collapse list), X. Y. Chen (collapse list), Y. B. Chen (collapse list), Y. Q. Chen (collapse list), Z. K. Chen (collapse list), J. C. Cheng (collapse list), L. N. Cheng (collapse list), S. K. Choi (collapse list), X. Chu (collapse list), G. Cibinetto (collapse list), F. Cossio (collapse list), J. Cottee-Meldrum (collapse list), H. L. Dai (collapse list), J. P. Dai (collapse list), X. C. Dai (collapse list), A. Dbeyssi (collapse list), R. E. de Boer (collapse list), D. Dedovich (collapse list), C. Q. Deng (collapse list), Z. Y. Deng (collapse list), A. Denig (collapse list), I. Denisenko (collapse list), M. Destefanis (collapse list), F. De Mori (collapse list), X. X. Ding (collapse list), Y. Ding (collapse list), Y. X. Ding (collapse list), J. Dong (collapse list), L. Y. Dong (collapse list), M. Y. Dong (collapse list), X. Dong (collapse list), M. C. Du (collapse list), S. X. Du (collapse list), S. X. Du (collapse list), X. L. Du (collapse list), Y. Y. Duan (collapse list), Z. H. Duan (collapse list), P. Egorov (collapse list), G. F. Fan (collapse list), J. J. Fan (collapse list), Y. H. Fan (collapse list), J. Fang (collapse list), J. Fang (collapse list), S. S. Fang (collapse list), W. X. Fang (collapse list), Y. Q. Fang (collapse list), L. Fava (collapse list), F. Feldbauer (collapse list), G. Felici (collapse list), C. Q. Feng (collapse list), J. H. Feng (collapse list), L. Feng (collapse list), Q. X. Feng (collapse list), Y. T. Feng (collapse list), M. Fritsch (collapse list), C. D. Fu (collapse list), J. L. Fu (collapse list), Y. W. Fu (collapse list), H. Gao (collapse list), Y. Gao (collapse list), Y. N. Gao (collapse list), Y. N. Gao (collapse list), Y. Y. Gao (collapse list), Z. Gao (collapse list), S. Garbolino (collapse list), I. Garzia (collapse list), L. Ge (collapse list), P. T. Ge (collapse list), Z. W. Ge (collapse list), C. Geng (collapse list), E. M. Gersabeck (collapse list), A. Gilman (collapse list), K. Goetzen (collapse list), J. D. Gong (collapse list), L. Gong (collapse list), W. X. Gong (collapse list), W. Gradl (collapse list), S. Gramigna (collapse list), M. Greco (collapse list), M. D. Gu (collapse list), M. H. Gu (collapse list), C. Y. Guan (collapse list), A. Q. Guo (collapse list), J. N. Guo (collapse list), L. B. Guo (collapse list), M. J. Guo (collapse list), R. P. Guo (collapse list), X. Guo (collapse list), Y. P. Guo (collapse list), A. Guskov (collapse list), J. Gutierrez (collapse list), T. T. Han (collapse list), F. Hanisch (collapse list), K. D. Hao (collapse list), X. Q. Hao (collapse list), F. A. Harris (collapse list), C. Z. He (collapse list), K. L. He (collapse list), F. H. Heinsius (collapse list), C. H. Heinz (collapse list), Y. K. Heng (collapse list), C. Herold (collapse list), P. C. Hong (collapse list), G. Y. Hou (collapse list), X. T. Hou (collapse list), Y. R. Hou (collapse list), Z. L. Hou (collapse list), H. M. Hu (collapse list), J. F. Hu (collapse list), Q. P. Hu (collapse list), S. L. Hu (collapse list), T. Hu (collapse list), Y. Hu (collapse list), Z. M. Hu (collapse list), G. S. Huang (collapse list), K. X. Huang (collapse list), L. Q. Huang (collapse list), P. Huang (collapse list), X. T. Huang (collapse list), Y. P. Huang (collapse list), Y. S. Huang (collapse list), T. Hussain (collapse list), N. Hüsken (collapse list), N. in der Wiesche (collapse list), J. Jackson (collapse list), Q. Ji (collapse list), Q. P. Ji (collapse list), W. Ji (collapse list), X. B. Ji (collapse list), X. L. Ji (collapse list), X. Q. Jia (collapse list), Z. K. Jia (collapse list), D. Jiang (collapse list), H. B. Jiang (collapse list), P. C. Jiang (collapse list), S. J. Jiang (collapse list), X. S. Jiang (collapse list), Y. Jiang (collapse list), J. B. Jiao (collapse list), J. K. Jiao (collapse list), Z. Jiao (collapse list), S. Jin (collapse list), Y. Jin (collapse list), M. Q. Jing (collapse list), X. M. Jing (collapse list), T. Johansson (collapse list), S. Kabana (collapse list), N. Kalantar-Nayestanaki (collapse list), X. L. Kang (collapse list), X. S. Kang (collapse list), M. Kavatsyuk (collapse list), B. C. Ke (collapse list), V. Khachatryan (collapse list), A. Khoukaz (collapse list), O. B. Kolcu (collapse list), B. Kopf (collapse list), L. Kröger (collapse list), M. Kuessner (collapse list), X. Kui (collapse list), N. Kumar (collapse list), A. Kupsc (collapse list), W. Kühn (collapse list), Q. Lan (collapse list), W. N. Lan (collapse list), T. T. Lei (collapse list), M. Lellmann (collapse list), T. Lenz (collapse list), C. Li (collapse list), C. Li (collapse list), C. H. Li (collapse list), C. K. Li (collapse list), D. M. Li (collapse list), F. Li (collapse list), G. Li (collapse list), H. B. Li (collapse list), H. J. Li (collapse list), H. L. Li (collapse list), H. N. Li (collapse list), Hui Li (collapse list), J. R. Li (collapse list), J. S. Li (collapse list), J. W. Li (collapse list), K. Li (collapse list), K. L. Li (collapse list), L. J. Li (collapse list), Lei Li (collapse list), M. H. Li (collapse list), M. R. Li (collapse list), P. L. Li (collapse list), P. R. Li (collapse list), Q. M. Li (collapse list), Q. X. Li (collapse list), R. Li (collapse list), S. X. Li (collapse list), Shanshan Li (collapse list), T. Li (collapse list), T. Y. Li (collapse list), W. D. Li (collapse list), W. G. Li (collapse list), X. Li (collapse list), X. H. Li (collapse list), X. K. Li (collapse list), X. L. Li (collapse list), X. Y. Li (collapse list), X. Z. Li (collapse list), Y. Li (collapse list), Y. G. Li (collapse list), Y. P. Li (collapse list), Z. H. Li (collapse list), Z. J. Li (collapse list), Z. X. Li (collapse list), Z. Y. Li (collapse list), C. Liang (collapse list), H. Liang (collapse list), Y. F. Liang (collapse list), Y. T. Liang (collapse list), G. R. Liao (collapse list), L. B. Liao (collapse list), M. H. Liao (collapse list), Y. P. Liao (collapse list), J. Libby (collapse list), A. Limphirat (collapse list), D. X. Lin (collapse list), L. Q. Lin (collapse list), T. Lin (collapse list), B. J. Liu (collapse list), B. X. Liu (collapse list), C. X. Liu (collapse list), F. Liu (collapse list), F. H. Liu (collapse list), Feng Liu (collapse list), G. M. Liu (collapse list), H. Liu (collapse list), H. B. Liu (collapse list), H. H. Liu (collapse list), H. M. Liu (collapse list), Huihui Liu (collapse list), J. B. Liu (collapse list), J. J. Liu (collapse list), K. Liu (collapse list), K. Liu (collapse list), K. Y. Liu (collapse list), Ke Liu (collapse list), L. Liu (collapse list), L. C. Liu (collapse list), Lu Liu (collapse list), M. H. Liu (collapse list), P. L. Liu (collapse list), Q. Liu (collapse list), S. B. Liu (collapse list), W. M. Liu (collapse list), W. T. Liu (collapse list), X. Liu (collapse list), X. K. Liu (collapse list), X. L. Liu (collapse list), X. Y. Liu (collapse list), Y. Liu (collapse list), Y. Liu (collapse list), Y. B. Liu (collapse list), Z. A. Liu (collapse list), Z. D. Liu (collapse list), Z. Q. Liu (collapse list), Z. Y. Liu (collapse list), X. C. Lou (collapse list), H. J. Lu (collapse list), J. G. Lu (collapse list), X. L. Lu (collapse list), Y. Lu (collapse list), Y. H. Lu (collapse list), Y. P. Lu (collapse list), Z. H. Lu (collapse list), C. L. Luo (collapse list), J. R. Luo (collapse list), J. S. Luo (collapse list), M. X. Luo (collapse list), T. Luo (collapse list), X. L. Luo (collapse list), Z. Y. Lv (collapse list), X. R. Lyu (collapse list), Y. F. Lyu (collapse list), Y. H. Lyu (collapse list), F. C. Ma (collapse list), H. L. Ma (collapse list), Heng Ma (collapse list), J. L. Ma (collapse list), L. L. Ma (collapse list), L. R. Ma (collapse list), Q. M. Ma (collapse list), R. Q. Ma (collapse list), R. Y. Ma (collapse list), T. Ma (collapse list), X. T. Ma (collapse list), X. Y. Ma (collapse list), Y. M. Ma (collapse list), F. E. Maas (collapse list), I. MacKay (collapse list), M. Maggiora (collapse list), S. Malde (collapse list), Q. A. Malik (collapse list), H. X. Mao (collapse list), Y. J. Mao (collapse list), Z. P. Mao (collapse list), S. Marcello (collapse list), A. Marshall (collapse list), F. M. Melendi (collapse list), Y. H. Meng (collapse list), Z. X. Meng (collapse list), G. Mezzadri (collapse list), H. Miao (collapse list), T. J. Min (collapse list), R. E. Mitchell (collapse list), X. H. Mo (collapse list), B. Moses (collapse list), N. Yu. Muchnoi (collapse list), J. Muskalla (collapse list), Y. Nefedov (collapse list), F. Nerling (collapse list), H. Neuwirth (collapse list), Z. Ning (collapse list), S. Nisar (collapse list), Q. L. Niu (collapse list), W. D. Niu (collapse list), Y. Niu (collapse list), C. Normand (collapse list), S. L. Olsen (collapse list), Q. Ouyang (collapse list), S. Pacetti (collapse list), X. Pan (collapse list), Y. Pan (collapse list), A. Pathak (collapse list), Y. P. Pei (collapse list), M. Pelizaeus (collapse list), H. P. Peng (collapse list), X. J. Peng (collapse list), Y. Y. Peng (collapse list), K. Peters (collapse list), K. Petridis (collapse list), J. L. Ping (collapse list), R. G. Ping (collapse list), S. Plura (collapse list), V. Prasad (collapse list), F. Z. Qi (collapse list), H. R. Qi (collapse list), M. Qi (collapse list), S. Qian (collapse list), W. B. Qian (collapse list), C. F. Qiao (collapse list), J. H. Qiao (collapse list), J. J. Qin (collapse list), J. L. Qin (collapse list), L. Q. Qin (collapse list), L. Y. Qin (collapse list), P. B. Qin (collapse list), X. P. Qin (collapse list), X. S. Qin (collapse list), Z. H. Qin (collapse list), J. F. Qiu (collapse list), Z. H. Qu (collapse list), J. Rademacker (collapse list), C. F. Redmer (collapse list), A. Rivetti (collapse list), M. Rolo (collapse list), G. Rong (collapse list), S. S. Rong (collapse list), F. Rosini (collapse list), Ch. Rosner (collapse list), M. Q. Ruan (collapse list), N. Salone (collapse list), A. Sarantsev (collapse list), Y. Schelhaas (collapse list), K. Schoenning (collapse list), M. Scodeggio (collapse list), W. Shan (collapse list), X. Y. Shan (collapse list), Z. J. Shang (collapse list), J. F. Shangguan (collapse list), L. G. Shao (collapse list), M. Shao (collapse list), C. P. Shen (collapse list), H. F. Shen (collapse list), W. H. Shen (collapse list), X. Y. Shen (collapse list), B. A. Shi (collapse list), H. Shi (collapse list), J. L. Shi (collapse list), J. Y. Shi (collapse list), S. Y. Shi (collapse list), X. Shi (collapse list), H. L. Song (collapse list), J. J. Song (collapse list), M. H. Song (collapse list), T. Z. Song (collapse list), W. M. Song (collapse list), Y. X. Song (collapse list), Zirong Song (collapse list), S. Sosio (collapse list), S. Spataro (collapse list), S. Stansilaus (collapse list), F. Stieler (collapse list), S. S Su (collapse list), G. B. Sun (collapse list), G. X. Sun (collapse list), H. Sun (collapse list), H. K. Sun (collapse list), J. F. Sun (collapse list), K. Sun (collapse list), L. Sun (collapse list), R. Sun (collapse list), S. S. Sun (collapse list), T. Sun (collapse list), W. Y. Sun (collapse list), Y. C. Sun (collapse list), Y. H. Sun (collapse list), Y. J. Sun (collapse list), Y. Z. Sun (collapse list), Z. Q. Sun (collapse list), Z. T. Sun (collapse list), C. J. Tang (collapse list), G. Y. Tang (collapse list), J. Tang (collapse list), J. J. Tang (collapse list), L. F. Tang (collapse list), Y. A. Tang (collapse list), L. Y. Tao (collapse list), M. Tat (collapse list), J. X. Teng (collapse list), J. Y. Tian (collapse list), W. H. Tian (collapse list), Y. Tian (collapse list), Z. F. Tian (collapse list), I. Uman (collapse list), B. Wang (collapse list), B. Wang (collapse list), Bo Wang (collapse list), C. Wang (collapse list), C. Wang (collapse list), Cong Wang (collapse list), D. Y. Wang (collapse list), H. J. Wang (collapse list), J. Wang (collapse list), J. J. Wang (collapse list), J. P. Wang (collapse list), K. Wang (collapse list), L. L. Wang (collapse list), L. W. Wang (collapse list), M. Wang (collapse list), M. Wang (collapse list), N. Y. Wang (collapse list), S. Wang (collapse list), Shun Wang (collapse list), T. Wang (collapse list), T. J. Wang (collapse list), W. Wang (collapse list), W. P. Wang (collapse list), X. Wang (collapse list), X. F. Wang (collapse list), X. L. Wang (collapse list), X. N. Wang (collapse list), Xin Wang (collapse list), Y. Wang (collapse list), Y. D. Wang (collapse list), Y. F. Wang (collapse list), Y. H. Wang (collapse list), Y. J. Wang (collapse list), Y. L. Wang (collapse list), Y. N. Wang (collapse list), Y. N. Wang (collapse list), Yaqian Wang (collapse list), Yi Wang (collapse list), Yuan Wang (collapse list), Z. Wang (collapse list), Z. Wang (collapse list), Z. L. Wang (collapse list), Z. Q. Wang (collapse list), Z. Y. Wang (collapse list), Ziyi Wang (collapse list), D. Wei (collapse list), D. H. Wei (collapse list), H. R. Wei (collapse list), F. Weidner (collapse list), S. P. Wen (collapse list), U. Wiedner (collapse list), G. Wilkinson (collapse list), M. Wolke (collapse list), J. F. Wu (collapse list), L. H. Wu (collapse list), L. J. Wu (collapse list), L. J. Wu (collapse list), Lianjie Wu (collapse list), S. G. Wu (collapse list), S. M. Wu (collapse list), X. Wu (collapse list), Y. J. Wu (collapse list), Z. Wu (collapse list), L. Xia (collapse list), B. H. Xiang (collapse list), D. Xiao (collapse list), G. Y. Xiao (collapse list), H. Xiao (collapse list), Y. L. Xiao (collapse list), Z. J. Xiao (collapse list), C. Xie (collapse list), K. J. Xie (collapse list), Y. Xie (collapse list), Y. G. Xie (collapse list), Y. H. Xie (collapse list), Z. P. Xie (collapse list), T. Y. Xing (collapse list), C. J. Xu (collapse list), G. F. Xu (collapse list), H. Y. Xu (collapse list), M. Xu (collapse list), Q. J. Xu (collapse list), Q. N. Xu (collapse list), T. D. Xu (collapse list), X. P. Xu (collapse list), Y. Xu (collapse list), Y. C. Xu (collapse list), Z. S. Xu (collapse list), F. Yan (collapse list), L. Yan (collapse list), W. B. Yan (collapse list), W. C. Yan (collapse list), W. H. Yan (collapse list), W. P. Yan (collapse list), X. Q. Yan (collapse list), H. J. Yang (collapse list), H. L. Yang (collapse list), H. X. Yang (collapse list), J. H. Yang (collapse list), R. J. Yang (collapse list), Y. Yang (collapse list), Y. H. Yang (collapse list), Y. Q. Yang (collapse list), Y. Z. Yang (collapse list), Z. P. Yao (collapse list), M. Ye (collapse list), M. H. Ye (collapse list), Z. J. Ye (collapse list), Junhao Yin (collapse list), Z. Y. You (collapse list), B. X. Yu (collapse list), C. X. Yu (collapse list), G. Yu (collapse list), J. S. Yu (collapse list), L. W. Yu (collapse list), T. Yu (collapse list), X. D. Yu (collapse list), Y. C. Yu (collapse list), Y. C. Yu (collapse list), C. Z. Yuan (collapse list), H. Yuan (collapse list), J. Yuan (collapse list), J. Yuan (collapse list), L. Yuan (collapse list), M. K. Yuan (collapse list), S. H. Yuan (collapse list), Y. Yuan (collapse list), C. X. Yue (collapse list), Ying Yue (collapse list), A. A. Zafar (collapse list), F. R. Zeng (collapse list), S. H. Zeng (collapse list), X. Zeng (collapse list), Yujie Zeng (collapse list), Y. J. Zeng (collapse list), Y. C. Zhai (collapse list), Y. H. Zhan (collapse list), Shunan Zhang (collapse list), B. L. Zhang (collapse list), B. X. Zhang (collapse list), D. H. Zhang (collapse list), G. Y. Zhang (collapse list), G. Y. Zhang (collapse list), H. Zhang (collapse list), H. Zhang (collapse list), H. C. Zhang (collapse list), H. H. Zhang (collapse list), H. Q. Zhang (collapse list), H. R. Zhang (collapse list), H. Y. Zhang (collapse list), J. Zhang (collapse list), J. J. Zhang (collapse list), J. L. Zhang (collapse list), J. Q. Zhang (collapse list), J. S. Zhang (collapse list), J. W. Zhang (collapse list), J. X. Zhang (collapse list), J. Y. Zhang (collapse list), J. Z. Zhang (collapse list), Jianyu Zhang (collapse list), L. M. Zhang (collapse list), Lei Zhang (collapse list), N. Zhang (collapse list), P. Zhang (collapse list), Q. Zhang (collapse list), Q. Y. Zhang (collapse list), R. Y. Zhang (collapse list), S. H. Zhang (collapse list), Shulei Zhang (collapse list), X. M. Zhang (collapse list), X. Y. Zhang (collapse list), Y. Zhang (collapse list), Y. Zhang (collapse list), Y. T. Zhang (collapse list), Y. H. Zhang (collapse list), Y. P. Zhang (collapse list), Z. D. Zhang (collapse list), Z. H. Zhang (collapse list), Z. L. Zhang (collapse list), Z. L. Zhang (collapse list), Z. X. Zhang (collapse list), Z. Y. Zhang (collapse list), Z. Y. Zhang (collapse list), Z. Z. Zhang (collapse list), Zh. Zh. Zhang (collapse list), G. Zhao (collapse list), J. Y. Zhao (collapse list), J. Z. Zhao (collapse list), L. Zhao (collapse list), L. Zhao (collapse list), M. G. Zhao (collapse list), S. J. Zhao (collapse list), Y. B. Zhao (collapse list), Y. L. Zhao (collapse list), Y. X. Zhao (collapse list), Z. G. Zhao (collapse list), A. Zhemchugov (collapse list), B. Zheng (collapse list), B. M. Zheng (collapse list), J. P. Zheng (collapse list), W. J. Zheng (collapse list), X. R. Zheng (collapse list), Y. H. Zheng (collapse list), B. Zhong (collapse list), C. Zhong (collapse list), H. Zhou (collapse list), J. Q. Zhou (collapse list), S. Zhou (collapse list), X. Zhou (collapse list), X. K. Zhou (collapse list), X. R. Zhou (collapse list), X. Y. Zhou (collapse list), Y. X. Zhou (collapse list), Y. Z. Zhou (collapse list), A. N. Zhu (collapse list), J. Zhu (collapse list), K. Zhu (collapse list), K. J. Zhu (collapse list), K. S. Zhu (collapse list), L. Zhu (collapse list), L. X. Zhu (collapse list), S. H. Zhu (collapse list), T. J. Zhu (collapse list), W. D. Zhu (collapse list), W. J. Zhu (collapse list), W. Z. Zhu (collapse list), Y. C. Zhu (collapse list), Z. A. Zhu (collapse list), X. Y. Zhuang (collapse list), J. H. Zou (collapse list), J. Zu (collapse list)
Oorspronkelijk artikel gelicentieerd onder CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ✨ Dit is een AI-gegenereerde uitleg van het onderstaande artikel. Het is niet geschreven of goedgekeurd door de auteurs. Raadpleeg het oorspronkelijke artikel voor technische nauwkeurigheid. Lees de volledige disclaimer
In de subatomaire wereld is materie opgebouwd uit een kleine familie van deeltjes die hyperonen worden genoemd. Dit zijn zware neven van de protonen en neutronen waar onze eigen lichamen uit bestaan, maar ze zijn onstabiel en verdwijnen bijna onmiddellijk nadat ze zijn gecreëerd. Onder deze deeltjes neemt het neutrale sigma-hyperon een speciale plaats in vanwege de manier waarop het verdwijnt. Terwijl de meeste deeltjes van zijn soort uiteenvallen door uiteen te vallen in andere zware deeltjes, is het neutrale sigma-hyperon uniek: het transformeert bijna altijd in een lichter hyperon genaamd een lambda door de emissie van een enkel deeltje licht, bekend als een foton. Dit proces wordt beheerst door de elektromagnetische kracht, dezelfde onzichtbare interactie die atomen bij elkaar houdt en ervoor zorgt dat magneten aan koelkasten blijven plakken. Omdat dit verval zo schoon verloopt en wordt gedreven door licht, biedt het wetenschappers een zeldzaam en helder venster om te zien hoe de interne structuur van deze vreemde deeltjes interageert met het elektromagnetische veld. Door precies te bestuderen hoe deze transformatie plaatsvindt, kunnen onderzoekers de fundamentele regels van de natuurkunde testen die de bouwstenen van het universum beschrijven.
Een team van natuurkundigen dat werkt met de BESIII-detector bij de Beijing Electron Positron Collider heeft nu de eerste experimentele stap gezet om een zeer specifieke, en voorheen ongeziene, variatie van dit verval te observeren. In plaats van simpelweg een enkel foton uit te zenden, werd waargenomen dat het neutrale sigma-hyperon een paar elektronen en positronen uitzendt (een deeltje licht dat is gesplitst in materie en antimaterie) tijdens zijn transformatie. Dit zeldzame evenement, bekend als een Dalitz-verval, werd decennia geleden al door de theorie voorspeld, maar was nog nooit direct gemeten. Om dit vluchtige moment te vangen, analyseerden de onderzoekers een enorme collectie gegevens die tien miljard botsingen van elektronen en positronen bevat. In deze botsingen werd de energie omgezet in paren van neutrale sigma-hyperonen en hun antimaterie-tegenhangers. Het team gebrude een slimme methode om het signaal te identificeren: eerst reconstrueerden ze het verval van een van de hyperonen op een standaard manier, wat fungeerde als een 'tag' om te bevestigen dat het evenement had plaatsgevonden, en zochten vervolgens in het resterende puin naar het zeldzame elektron-positron-paar van de andere hyperon.
Het resultaat van deze moeizame zoektocht is een nauwkeurige meting van hoe vaak dit zeldzame verval voorkomt. De onderzoekers ontdekten dat voor elke duizend neutrale sigma-hyperonen die vervallen, er ongeveer zes deze specifieke transformatie ondergaan naar een lambda-hyperon en een elektron-positron-paar. Dit komt overeen met een waarschijnlijkheid, of vertakkingsfractie, van ongeveer 0,00634. Dit getal is iets hoger dan de waarde die door standaard theoretische berekeningen werd voorspeld, die een waarschijnlijkheid van 0,0055 hadden geschat. Hoewel het verschil klein is, is het statistisch significant genoeg om te suggereren dat de huidige theoretische modellen mogelijk een kleine aanpassing nodig hebben om het gedrag van deze deeltjes volledig te verklaren. Naast deze meting berekende het team een belangrijke fysische eigenschap genaamd het transitie-magnetisch moment, die de sterkte van de magnetische interactie tussen de twee soorten hyperonen tijdens het verval beschrijft. Ze bepaalden deze waarde tot 1,74 keer het magnetisch moment van een proton. Deze meting biedt een nieuwe, directe blik op de interne magnetische structuur van het hyperon, waarmee een gat wordt opgevuld in ons begrip van hoe deze deeltjes zich op lage energieniveaus gedragen.
Dit werk vertegenwoordigt de eerste keer dat dit specifieke verval is waargenomen en gemeten in een laboratoriumsetting. Door het bestaan van dit proces te bevestigen en een precies getal te geven voor de frequentie ervan, valideert de studie de experimentele technieken die nodig zijn om de elektromagnetische structuur van hyperonen te onderzoeken. De lichte discrepantie tussen de gemeten waarde en de theoretische voorspelling nodigt uit tot verder onderzoek, wat potentieel kan leiden tot een dieper begrip van de krachten die de subatomaire wereld beheersen. De bevindingen verwerpen de bestaande natuurkunde niet, maar verfijnen deze juist, en bieden een gedetailleerdere kaart van hoe materie en licht op het meest fundamentele niveau met elkaar interageren. Met deze nieuwe gegevens hebben wetenschappers nu een concreet ijkpunt om hun theorieën tegen te toetsen, waarmee ze een stap dichter bij een compleet beeld van de kleinste bouwstenen van het universum komen.
Technische Samenvatting: Meting van de vertakkingsfractie en het transitie-magnetisch moment van de hyperon Dalitz-verval Σ0→Λe+e−
Probleem en Motivatie
Het Σ0-hyperon is uniek onder de grondtoestand SU(3)-hyperonen, aangezien het dominant vervalt via de elektromagnetische interactie. Hoewel het elektromagnetische Dalitz-verval Σ0→Λe+e− in 1958 werd voorspeld, was het tot dit werk niet in detail experimenteel bestudeerd. Theoretische berekeningen op basis van Kwantumelektrodynamica (QED) voorspellen een vertakkingsfractie (BF) van 5,5×10−3. Echter, experimentele gegevens in de regio met een lage momentumoverdracht (q2) in de tijdachtige ruimte waren afwezig, waarbij eerdere metingen beperkt waren tot de jaren 1980 via hoogenergetische Λ-bundelverstrooiing (ruimtelijke regio) of hoog-q2 tijdachtige metingen. Deze kloof verhindert een uitgebreid begrip van de transitie-vormfactor (FF) over het volledige kinematische bereik en beperkt het inzicht in de intrinsieke quark-gluonstructuur van hyperonen. Bovendien vereist het transitie-magnetisch moment (μ), een cruciale parameter die het Σ0−Λ-transitievertex beschrijft, een nauwkeurige bepaling in de lage-q2-regio om theoretische modellen te testen.
Methodologie
De studie maakt gebruik van een dataset van (10087±44)×106 J/ψ-gebeurtenissen verzameld door de BESIII-detector bij de BEPCII-collider. De analyse maakt gebruik van een double tag (DT) techniek om de absolute vertakkingsfractie te meten en de signaal-achtergrondverhouding te verbeteren:
- Single Tag (ST): Σ0-kandidaten worden gereconstrueerd via de dominante vervalmodus Σˉ0→Λˉγ (met Λˉ→pˉπ+). De recoil-massa tegen de gereconstrueerde Σˉ0 wordt gebruikt om de J/ψ→Σ0Σˉ0 signaalgebeurtenissen te identificeren.
- Double Tag (DT): Het signaalverval Σ0→Λe+e− wordt gereconstrueerd vanuit de tracks die terugstoten tegen de ST Σˉ0. De Λ wordt gereconstrueerd via Λ→pπ−.
- Gebeurtenisselectie: Er worden strikte kinematische en deeltjesidentificatie (PID) criteria toegepast. Geladen tracks moeten voldoen aan momentum- en vertex-restricties. Elektronen worden geïdentificeerd met behulp van specifieke ionisatie-energieverlies ($dE/dx$) en time-of-flight (TOF) informatie. Een kinematische fit (4C fit), die energie- en momentumbehoud afdwingt, wordt uitgevoerd onder de hypothese J/ψ→ppˉπ+π−γe+e−.
- Achtergrondonderdrukking: Een primaire achtergrond ontstaat door fotonconversies (γ→e+e−) in de buis van de bundel of de driftkamer. Dit wordt onderdrukt met een veto gebaseerd op de radiale afstand van de e+e−-vertex en de invariante massa van het paar.
- Opbrengstextractie: Maximum likelihood-fits worden uitgevoerd op de recoil-massaverdeling voor ST-opbrengsten en de e+e−-invariante massaverdeling (Me+e−) voor DT-opbrengsten. Signaalvormen worden afgeleid van Monte Carlo (MC) simulaties, terwijl achtergronden worden gemodelleerd met polynoomfuncties.
Belangrijkste Bijdragen en Resultaten
Dit artikel presenteert de eerste experimentele studie van het Σ0→Λe+e− Dalitz-verval. De absolute vertakkingsfractie wordt berekend met de formule:
B(Σ0→Λe+e−)=NSTNDT×ϵDTϵST×B(Λ→pπ−)1
waarbij N de opbrengsten vertegenwoordigt en ϵ de detectie-efficiënties.
Vertakkingsfractie: De gemeten absolute vertakkingsfractie is:
B(Σ0→Λe+e−)=(6,34±0,25stat±0,23syst)×10−3
Dit resultaat vertoont een discrepantie van ongeveer 2σ met de theoretische QED-voorspelling van 5,5×10−3 zoals geciteerd in de Particle Data Group (PDG).Transitie-magnetisch moment: Gebruikmakend van de gemeten vertakkingsfractie en de relatie met de magnetische vormfactor bij q2=0, wordt het transitie-magnetisch moment bepaald als:
μ=(1,74±0,03stat±0,09syst)μN
waarbij μN het nucleon-magnetisch moment is. Deze waarde is consistent met het PDG-gemiddelde binnen 2σ.Systematische Onzekerheden: Systematische onzekerheden worden geëvalueerd voor tracking, PID, vertex-fitting, kinematische fitting en de extractie van opbrengsten. De double-tag methode zorgt ervoor dat systematische onzekerheden geassocieerd met de ST-zijde grotendeels wegvallen.
Significantie
De auteurs stellen dat deze analyse de meest nauwkeurige meting tot nu toe biedt van de vertakkingsfractie en het transitie-magnetisch moment voor het Σ0→Λe+e− verval. Door de experimentele kloof in de lage-q2 tijdachtige regio op te vullen, bieden de resultaten waardevol inzicht in de intrinsieke structuur van het Σ0-hyperon en de aard van de Σ0−Λ elektromagnetische transitie. De waargenomen afwijking in de vertakkingsfractie van de standaard QED-voorspelling rechtvaardigt verder theoretisch onderzoek, terwijl de nauwkeurige bepaling van het transitie-magnetisch moment modellen van hyperonstructuur beperkt.
Verdrinkt u in papers in uw vakgebied?
Ontvang dagelijkse digests van de nieuwste papers die bij uw onderzoekswoorden passen — met technische samenvattingen, in uw taal.
Ontvang wekelijks de beste high-energy experiments papers.
Vertrouwd door onderzoekers van Stanford, Cambridge en de Franse Academie van Wetenschappen.
Check je inbox om je aanmelding te bevestigen.
Er ging iets mis. Opnieuw proberen?
Geen spam, altijd opzegbaar.