科技日報記者 吳長鋒
記者15日從中國科學技術大學獲悉，該校物理學院黃光順教授、鄢文標副教授帶領的中國科大北京譜儀（BESIII）R值研究團隊與合作者，利用連續能區2.23-3.67GeV正負電子對撞數據，以優于3%的精度測量了R值。研究成果日前在線發表在《物理評論快報》上。
中國科大供圖
R值是正負電子湮沒產生強子與一對正負繆子的領頭階截面的比值，是粒子物理學中最重要的物理量之一。精確的R值數據對繆子反常磁矩的理論計算具有重要意義。最新的繆子反常磁矩的實驗測量值和理論計算值的差別達到約4.2倍標準偏差，暗示著新物理的存在，因而成為當前粒子物理的熱點話題。由于微擾量子色動力學在小于5 GeV低能區的不適用性，實驗測量是獲取高精度R值的唯一途徑。因此，R值測量對繆子反常磁矩相關新物理機制的研究具有重要意義。
研究團隊為可靠地估計R值的主要系統誤差，在充分完善現有單舉強子事例模擬模型的基礎上，創造性地提出并實現了充分利用已知遍舉過程的強子事例混合產生器。經過多輪迭代和完善，這兩種強子模型均能重現正負電子湮沒產生強子的復雜物理過程，與實驗數據符合得很好。正是由于這些艱苦細致的工作，R值測量的精度最終在3.1 GeV以下好于2.6%、在3.1 GeV以上好于3.0%。
據介紹，R值測量屬于高精度研究，每一步微小的改進都需要付出艱巨的努力，因而從首次取數到結果發表歷經十年之久。二十年前中國科大趙政國院士領導上一代北京譜儀BESII完成R值測量，把當時的精度提高了一倍左右。此次BESIII的R值測量，再次把精度提高了一倍左右，為粒子物理提供了精確的基礎數據。
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