在BESⅢ实验上利用J/ψ→∧(?)过程测量∧-(?)振荡

在BESⅢ实验上利用J/ψ→∧(?)过程测量∧-(?)振荡

论文摘要

关于宇宙的起源,宇宙大爆炸理论是我们现在最被接受的理论之一。该理论认为,大爆炸之初正反物质数量应该是相等的,重子数与反重子数也应是相等的。但经过了 130亿年的演化,现在的可观测宇宙,几乎全都由重子组成,重子数远多于反重子数,正反物质的数量完全不可比。为了解释这一现象,1967年Sa.kharov提出了造成正反物质不对称的三个可能的条件:1)CP破坏的存在;2)重子数破坏过程的相互作用;3)早期宇宙中存在超出热平衡条件的现象。其中,能否找到重子数破坏过程,是理解正反物质不对称问题的关键之一。如果重子数破坏过程真实存在,那么在实验中找到和测量此类过程是一个重要问题。在1980年,Marshak等人提出重子数破坏的一个关键的尝试,n-n振荡,并提出了一种超出标准模型的新的规范结构,其质量标度可以达到102TeV到103 TeV量级。在此说法提出之后,许多实验都对n-n的振荡进行了测量,最近的实验结果来自ILL实验,将n-n振荡时间上限限制在了 8.6 × 107 s。此外,近几年中微子振荡被发现,如果将中微子的微小质量看成跷跷板机制的结果的话,Δ(B-L)=2的过程是存在的(B代表重子数,L代表轻子数),则n-n振荡也是极有可能存在的。基于以上描述,K.-B.Luk认为,如果n-n振荡存在,那么A-Λ超子振荡过程也是有可能存在的。迄今为止,还没有实验对Λ-Λ振荡或其他超子振荡过程进行过测量。本研究通过北京正负电子对撞机上BESIII探测器2009与2012年积累的(1310.6士7.0)× 106 J/φ数据,通过 J/φ→ ΛA 及 J/φ-ΛΛ+c.c.过程寻找Λ-Λ的振荡,分别测得Λ-Λ的振荡几率、振荡质量和振荡时间(如下):·P(A)<6.4 × 10-6(900%CL)·δmΛΛ<4.5 × 10-15 MeV(90%CL)·t>1.5 × 10-7 s(90%CL)这与预期相一致,这也是实验上首次对Λ-Λ振荡的测量。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 引言
  •   1.1 物质的微观结构
  •   1.2 标准模型
  •     1.2.1 基本粒子
  •     1.2.2 基本相互作用
  •   1.3 超出标准模型外的新物理
  •     1.3.1 振荡
  •     1.3.2 重子及重子数
  •   1.4 论文的选题和结构
  •     1.4.1 论文的选题
  •     1.4.2 论文的结构
  • 第二章 北京正负电子对撞机(BEPCⅡ)和北京谱仪(BESⅢ)
  •   2.1 北京正负电子对撞机-Ⅱ
  •   2.2 BESⅢ探测器
  •     2.2.1 束流管
  •     2.2.2 主漂移室(MDC)
  •     2.2.3 飞行时间计数器(TOF)
  •     2.2.4 电磁量能器(EMC)
  •     2.2.5 μ子计数器(MUC)
  •     2.2.6 超导磁铁
  •     2.2.7 电子学系统
  •     2.2.8 触发判选系统
  •     2.2.9 数据获取系统
  •   2.3 BESⅢ离线软件系统
  •     2.3.1 BESⅢ离线软件框架
  •     2.3.2 BESⅢ探测器模拟系统
  •     2.3.3 BESⅢ离线重建系统
  •     2.3.4 BESⅢ离线刻度系统
  •     2.3.5 BESⅢ物理分析工具
  •   2.4 本章小结
  • 第三章 Λ-(?)振荡在J/φ→Λ(?)过程的测量
  •   3.1 研究背景及简介
  •   3.2 数据和MC模拟样本
  •   3.3 事例挑选标准
  •     3.3.1 好的带电径迹挑选
  •     3.3.2 A/(?)重建
  •     3.3.3 4C运动学拟合
  •     3.3.4 质量窗
  •     3.3.5 探测效率
  •       3.3.5.1 效率提高方法
  •       3.3.5.2 最终效率
  •     3.3.6 事例挑选准确度检查
  •   3.4 本底研究
  •     3.4.1 Inclusive本底研究
  •     3.4.2 Exclusive本底研究
  •     3.4.3 Continuum本底研究
  •     3.4.4 Sideband本底研究
  •   3.5 数据分析
  •     3.5.1 J/φ→A(?)过程的A质量拟合
  •     3.5.2 J/φ→Λ(?)+c.c.过程事例上限
  •   3.6 上限结果计算
  •   3.7 本章小结
  • 第四章 系统误差分析
  •   4.1 J/φ总数
  •   4.2 带电径迹探测与A重建
  •   4.3 运动学拟合
  •   4.4 Λ衰变分支比
  •   4.5 质量窗
  •   4.6 拟合方法
  •   4.7 MC模型
  •   4.8 总系统误差
  •   4.9 本章小结
  • 第五章 总结与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 学位论文评阅及答辩情况表
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 隋风飞

    导师: 焦健斌

    关键词: 振荡,重子数破坏,超出标准模型

    来源: 山东大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 物理学

    单位: 山东大学

    分类号: O572.3

    总页数: 69

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