Ds介子两体非轻弱衰变和三体半轻弱衰变的研究

The Ds meson is the lowest-lying pseudoscalar meson carrying non-zero charm and strange quantum number. The Ds meson can only decay via the weak interaction within the standard model. The exclusive nonleptonic Ds weak decay provides an ideal place to test the factorization assumption and various phenomenological models including strong effects. The study of nonleptonic Ds weak decay can improve our understanding of the mysteries of final-state-interactions and nonperturbative contribution. The exclusive semileptonic Ds weak decay is a good laboratory for testing theoretical techniques of calculating the hadronic matrix elements. The BESIII experiment at e+e- collider is taking data of Ds meson during 2015-2016 years. About 3fb-1 of Ds data, corresponding to some 3 million of Ds meson pairs, is scheduled to be collected at a center of mass energy of 4.18 GeV. The two-body nonleptonic and three-body semileptonic weak decays of Ds meson will be studied based on huge Ds data at BESIII experiments.

Ds是粲数和奇异数不为零的最轻的赝标量介子。在标准模型框架下，Ds介子只能通过弱作用进行衰变。Ds非轻衰变的遍举过程是检验因子化假定和与强相互作用相关的各种唯象模型的良好场所；通过Ds半轻衰变的遍举过程，可以检验强子矩阵元计算的理论方法。2015－2016年度，BESIII正在正负电子质心能量4.18GeV处获取Ds物理数据，积分亮度将达到3.0fb-1，对应大约3百万个Ds介子对。在本项目中，我们将利用BESIII上收集的大量Ds数据，对Ds介子的两体非轻衰变和三体半轻衰变过程进行研究。

利用北京正负电子对撞机BEPCII上BESIII探测器在质心能量4.178GeV收集的3.19/fb数据，在质心能量3.773GeV收集的2.93/fb数据，可以得到大量的Ds介子和D介子事例。基于这些实验数据，我们对Ds介子和D介子的非轻和半轻等弱衰变过程进行了测量和分析，给出分支比、形状因子、衰变常数等物理量的结果，和之前的结果相比，测量精度有了较大提高，这对确定模型参数和检验唯象模型具有参考意义。实验测量精度的提高要求理论计算应该更加准确。我们采用因子化方法，考虑强子矩阵元的单圈QCD辐射修正的贡献，对重味介子的两体非轻衰变过程进行了唯象研究，其中矢量粒子的弱衰变目前在国际上的研究还很少，这为未来实验分析提供了参考。