近日，北京谱仪III（BESIII）合作组在粲介子强子衰变的实验研究中取得重要进展，研究成果以“Observation of the W-Annihilation Process Ds+->omega rho+ and Measurement of Ds+->phi rho+ in Ds+->pi+pi+pi-pi0pi0 Decays”为题发表于国际权威期刊《物理评论快报》（Phys.Rev.Lett.134.201902）。

在粲介子衰变中，末态为两个矢量介子衰变被认为是寻找超出标准模型的新物理，及研究强子结构的重要过程。基于简单参数化理论，该类衰变由横向极化主导，S波成分作为主要贡献存在。然而，现有实验表明，如D0->rho0 rho0等衰变过程由纵向极化主导，并观测到P波或D波主导的反常现象。Ds+->omega rho+和Ds+->phi rho+是分別是纯W-湮灭过程和纯W-外发射过程，是研究粲介子衰变至两个矢量介子的极化机制的理想过程。二者的拓扑图如图1所示。

图1 纯W-湮灭过程Ds+->omega rho+ (a) 和纯W-外发射过程Ds+->phi rho+ (b) 的拓扑图

BESIII实验利用采集的大量奇异粲介子数据，首次观测到Ds+->omega rho+，并对Ds+->phi rho+, phi->pi+pi-pi0过程进行了首次测量,，结果如图2所示。BESIII合作组发现了Ds+->omega rho+中D波大S波的反常现象，与Ds+->phi rho+中S波主导存在明显偏差。通过比较这两个过程的测量结果，将有助于解决困扰物理学家多年的“极化难题”，并为末态相互作用研究做出重要贡献。

图2 振幅分析拟合结果与数据的对比图

我院粒子物理研究所柯百谦教授、高能物理研究所博士后卢泽辉、董燎原研究员等合作组成员为这一发现做出了主要贡献，北京谱仪III探测器维护和离线软件团队、北京正负电子对撞机的加速器运行维护团队为数据采集和处理提供了基础支持。

该工作得到科技部重点研发计划、国家自然科学基金和中国科学院的支持。

论文链接：https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.134.201902

论文DOI：10.1103/PhysRevLett.134.201902