3月18日，北京谱仪III（BESIII）实验合作组宣布，在粲物理领域取得重要研究进展：研究团队首次观测到粲夸克半轻衰变过程D+→η'μ+νμ，并提取了强子跃迁形状因子。这一成果为检验有效理论模型、验证粲夸克缪子-电子半轻跃迁中的轻子普适性提供了关键实验依据。相关论文以"Observation of D+→η'μ+νμ and First Experimental Study of D+→η'μ+νμ Decay Dynamics"为题，发表于国际权威期刊《物理评论快报》(Phys. Lett. Rev. 134,111801(2025))。
粲介子半轻跃迁过程是研究基本粒子间相互作用的重要窗口。在这一过程中，粲夸克通过弱相互作用衰变为轻夸克，同时释放出轻子（如缪子），这一过程可被理解为粲夸克的贝塔衰变，其中初态与末态夸克之间的强相互作用由强子跃迁形状因子描述。因此，对强子跃迁形状因子的精确测量不仅为研究量子色动力学（QCD）的非微扰效应提供了关键数据，也是揭示强相互作用深层规律、精确检验标准模型的重要途径。
BESIII实验团队基于约6000万个带电粲介子样本，首次观测到粲介子半轻衰变D+→η'μ+νμ，并测定其衰变分支比为(1.92±0.29)×10-4，进而对D+→η'的半轻跃迁中的轻子普适性进行了实验检验；首次在实验上抽取到D+→η'强子跃迁形状因子为0.263± 0.026。实验结果有力地排除了部分理论模型，为检验和刻度量子色动力学唯象理论模型和格点量子色动力学提供了重要的实验依据。
2024年恰逢粲夸克发现50周年。作为国际粲物理研究的核心平台，BESIII实验近年来完成了世界上最大的阈值处粲介子样本采集，数据规模与质量均达到全球领先水平。此次突破性进展的取得，得益于实验团队对高质量数据的高效利用与创新分析方法。
图1. D+→η'强子跃迁形状因子和半轻跃迁分支比测量结果与理论计算的比较
上述研究由高能所马海龙研究员、苏州大学徐新平教授和复旦大学罗涛教授的研究团队共同完成。该工作得到了科技部重点研发计划、国家自然科学基金和博士后基金等资助。
论文链接：
附件下载：
