不同實驗在2.2-3.7 GeV能區的R值。 中科院高能所供圖
中新網北京2月15日電 (記者孫自法)記者15日從中國科學院高能物理研究所(中科院高能所)獲悉，北京正負電子對撞機(BEPCII)核心組成部分、本身也是一項大科學裝置的北京譜儀III(BESIII)透過最新實驗，已完成粒子物理學中最重要物理量之一的R值高精度測量。
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，精確的R值資料對繆子反常磁矩的理論計算具有重要意義。R值測量是北京譜儀III實驗最重要的研究工作之一，上一代北京譜儀II(BESII)對R值做過測量，把當時的精度提高了一倍左右，此次R值測量，再次把精度提高了一倍左右，為粒子物理研究提供了精確的基礎資料。
中科院高能所介紹說，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。美國費米實驗室計劃進一步提高實驗測量精度，對理論計算提出了挑戰。而繆子反常磁矩理論計算值的最主要誤差來自於領頭階強子真空極化項的貢獻，其計算採用色散積分方法需要R值作為輸入引數。
由於微擾量子色動力學在低能區(小於5GeV，1GeV=10億電子伏特)的不適用性，實驗測量是獲取高精度R值的唯一途徑。因此，北京譜儀III最新完成的R值高精度測量對繆子反常磁矩理論預言具有重要意義。此外，高精度的R值對跑動電動力學耦合常數的理論計算亦是不可缺少的輸入引數，是精確檢驗標準模型的另一個重要途徑。
在這次實驗研究過程中，北京譜儀III實驗團隊先後解決了實驗資料積分亮度的精確測量、強子事例的高效篩選、正負電子初態輻射修正的模擬和精確計算等一系列關鍵問題，在充分完善現有單舉強子事例模擬模型的基礎上，創新提出並實現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複雜物理過程，且與實驗資料符合得很好。
北京譜儀III實驗團隊利用能區在22.3億-36.7億電子伏特正負電子對撞資料，以優於3%的精度測量了R值。這一粒子物理領域重要實驗研究成果論文，近日已在國際專業學術期刊《物理評論快報》(Physical Review Letters)線上發表。(完)
來源： 中國新聞網
