信息来源：物理学院网站 发布日期：2025-09-15

2025年9月10日，理论物理顶级学术期刊《物理评论快报》（Physical Review Letters）在线发表了北京正负电子对撞机北京谱仪III实验（BESIII）粲介子矢量半轻过程衰变的最精确实验测量结果（文章题目：《Precise Measurement of the Form Factors in D0→K*(892)-μ+νμ and Test of Lepton Universality with D0→K*(892)-l+νl Decays》；期刊号：Phys. Rev. Lett. 135, 111803(2025)）。中国人民大学物理学院李蕾副教授研究团队主导完成了该项研究工作，李蕾为论文的第一作者和通讯作者；李蕾研究团队2025级研究生丁源钦在推导和验证该衰变过程的微分跃迁率公式d2Γ/dm2/dq2这一工作中做出了重要贡献，为论文的第二作者（按照国际高能物理实验组论文署名规则，作者名单按照姓氏字母排序，作者贡献由合作组内部相关文档记录为准）。

研究团队通过分析BESIII实验在正负电子对撞质心能量3.773GeV处采集的7.9/fb高质量实验数据，利用重建中微子有效质量的分析方法，从复杂的数据本底中分离出6796±98个D0→Ksπ-μ+νμ衰变信号事例，在国际上首次测定该过程的衰变率为(1.373±0.020±0.023)%，并精确测定D0→K*(892)-μ+νμ过程的衰变分支比为(1.948±0.033±0.036)%。结合研究团队此前在《JHEP03(2025)197》期刊上发表的实验结果，进一步测定D0介子衰变至缪子半轻过程与电子半轻过程的衰变率比值为Rμ/e=0.955±0.022±0.017。该实验结果与依据粒子物理标准模型理论计算的理论预期值在1倍标准差内一致，高质量的验证了粒子物理标准模型理论预言的轻子普适性。

在此基础上，研究团队通过对D0→Ksπ-μ+νμ和D0→Ksπ-e+νe衰变的运动学特征分布进行分波分析研究，精确测定矢量半轻衰变D0→K*(892)-l+νl中描述其强相互作用特征的形状因子，并测定rV=V(0)/A1(0)=1.456±0.040±0.016，r2=A2(0)/A1(0)=0.715±0.031±0.014, 及A1(0)=0.614±0.005±0.004，为当前国际高能味物理实验在D→K*(892)衰变中取得的最为精确的实验测量结果；其中，V(0)为矢量形状因子，A1(0)和A2(0)分别为两个轴矢量形状因子。在约3倍的置信度水平上，研究团队测量的衰变分支比和形状因子值排除了多种低能非微扰理论模型的计算结果，为理解粲物理非微扰能区的强相互作用理论、精确检验标准模型理论预言的轻子普适性、发展格点量子色动力学理论以及检验和刻度多种理论模型等均提供了极为关键的实验数据。粲强子的半轻子衰变过程是BESIII实验粲物理重要的物理研究内容，在国际重味物理前沿研究领域备受关注。课题组将在该研究领域开展更多高质量和原创性的科学研究工作。

该研究工作受到了国家自然科学基金委员会和中国人民大学基础研究项目的资助。

文章链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/zfxr-dlzg

文章链接：https://link.springer.com/article/10.1007/JHEP03(2025)197

图一：从正负电子对撞数据中筛选出的D0→K*(892)-μ+νμ衰变事例显示图。其中，图上蓝色、红色和粉色标记的粒子为北京谱仪III探测器探测到的末态粒子。

图二：（左图）D0→K*(892)-μ+νμ衰变分支比和（右图）A1(0)的实验测量值与多种非微扰理论计算值的对比图。

图三：D0→K*(892)-l+νl衰变形状因子参数的实验测量值与多种非微扰理论计算值的对比图。