我院尤郑昀教授团队在BESIII实验粲偶素研究中取得重要进展

      粲偶素是由一对粲夸克和反粲夸克组成的强子，该系统是研究强相互作用基本理论——量子色动力学（QCD）的黄金探针之一。粲偶素的衰变可以同时包含QCD的微扰和非微扰性质，因此可用于检验QCD理论计算。然而，对于最轻粲偶素的简单衰变——正反粲夸克湮灭成一对光子，基于标准模型的理论计算并不能很好地描述实验数据。最新的格点QCD计算结果显示，  的衰变宽度比国际粒子物理数据组（PDG）的实验值偏大超过3倍标准差，急需新的实验测量输入以检验标准模型对中等能区强相互作用的描述。

      最近，中山大学物理学院尤郑昀教授团队和中国科学院大学吕晓睿教授、华南师范大学胡继峰研究员合作，基于北京谱仪BESIII实验数据精确测量了的衰变分支比，首次以超过的置信度发现了衰变过程，级联分支比测定为，即每20万个粒子中大约只有一个会发生这种衰变。该实验结果与PDG的和分支比数值存在不一致性，预示需要重新审视既往实验测量结果。有趣的是，该研究对的实验测量结果与两个格点QCD组的最新计算结果在误差范围内吻合，为粲偶素QCD研究的实验理论偏差疑难提供了重要的实验数据输入。

图：双光子不变质量谱中对信号事例的拟合（左图）以及理论与实验的比较（右图）。

    相关研究成果以“Observation of the Charmonium Decay  in ”为题，于2025年5月5日发表在物理学顶级期刊《Physical Review Letters》上。论文以BESIII合作组名义发表，尤郑昀教授是代表合作组向PRL期刊投稿的通讯作者，其团队2024级博士生李志军是论文工作的实际第一作者和arXiv投稿人。李志军原为物理学院2018级本科生、2022级硕博连读研究生，自参加本科生科研以来，已在PRL、JHEP、PRD等物理学高水平期刊上以第一作者或合作组主要作者发表5篇论文。

     该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院重大科技基础设施开放研究项目的支持。

文章链接：https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.134.181901