日前，北京譜儀Ⅲ實驗項目利用4.6和4.7 GeV能區之間的實驗數據首次觀測到單卡比波壓低過程Λ_c⁺→nπ⁺ [Phys. Rev. Lett. 128 (2022) 142001]。

　　作為質量最小的粲重子Λ_c⁺，早在40年前就已經被發現。然而，由于一直缺少實驗進展，它的物理性質并沒有被很好理解。不同于粲介子，Λ_c⁺重子是由一個重的粲夸克和兩個輕夸克（上夸克和下夸克）構成，其壽命主要是粲夸克衰變主導。研究粲重子躍遷到輕的重子態過程可以用來檢驗標準模型。但是，粲重子躍遷過程中強子的非微擾貢獻很大，制約了對相關理論模型的精確檢驗。理解非微擾在躍遷中的作用機制非常重要，但必須依賴實驗測量才能完善理論唯象模型的預言。

　　在Λ_c⁺衰變中，最引人關注的就是兩體單卡比波壓低過程Λ_c⁺→nπ⁺和Λ_c⁺→pπ⁰，這是最簡單的躍遷過程，對于理解末態非微擾貢獻極其重要。目前實驗上只獲得Λ_c⁺→pπ⁰衰變幾率的上限，同時由于中子難以探測，Λ_c⁺→nπ⁺衰變還沒有實驗觀測到。不同理論模型對于這兩個過程的衰變幾率的比值預言差別很大，大約在2-10之間，誤差都很大。由于缺少實驗信息，因此希望能在BESⅢ實驗上對其進行首次測量。

　　這個工作利用質心系能量4.6至4.7GeV的實驗數據開展研究，該能區在正、反粲重子對產生閾值附近。因此，雙標記方法被應用于這項物理分析工作中。正負電子對淹沒后只產生一對處于反對稱狀態的正反粲重子對，基于能量、動量守恒，可以完美重建末態的中子的能量、動量信息，這是北京譜儀Ⅲ實驗獨有的特點。實驗給出Λ_c⁺→nπ⁺過程的統計顯著性是7.3倍標準偏差，同時測量得到的衰變幾率為(6.6±1.2±0.4)×10^-4，約為萬分之六。這是實驗上首次觀測到該衰變過程。

　　綜合其他實驗對Λ_c⁺→pπ⁰衰變幾率的測量結果, 我們得出Λ_c⁺→nπ⁺與Λ_c⁺→pπ⁰衰變幾率的比值應該大于7.2,這一結果對于不同理論模型的約束非常關鍵。另外，這也將促進北京譜儀Ⅲ實驗利用自身的優勢進一步研究單卡比波過程Λ_c⁺→pπ⁰。

  本項成果由BESIII國際合作組完成，中國科學院高能物理所研究員李海波目前擔任BESIII合作組發言人。

　　文章原文: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.128.142001

圖中顯示的是粲重子躍遷到輕的重子末態的不變質量信息，最左邊小的凸起為Λ_c⁺→nπ⁺衰變的中子信號。右邊兩個顯著信號是卡比波允許的Λ_c⁺→Λπ⁺和Λ_c⁺→Σ⁰ π⁺過程。