近日,，我校高能物理研究團(tuán)隊(duì)北京譜儀（BES）III合作組成員郝喜慶博士聯(lián)合南開大學(xué)趙明剛教授,，以BESIII合作組名義在國際物理頂尖期刊Physical Review Letters（《物理評(píng)論快報(bào)》）在線發(fā)表了題為“Search forBaryon-Number-Violating Oscillations in the Decay+c.c.”的研究論文。該研究得到了國家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目,、大科學(xué)裝置聯(lián)合基金培育項(xiàng)目的支持,。

現(xiàn)代物理學(xué)認(rèn)為我們的宇宙起源于一次“大爆炸”，該過程中產(chǎn)生的正物質(zhì)和反物質(zhì)數(shù)量是精確相等的,。然而,，大量的實(shí)驗(yàn)證據(jù)都表明當(dāng)前宇宙是由正物質(zhì)組成的，沒有觀測到原初反物質(zhì)存在的證據(jù),。為了解釋宇宙中物質(zhì)反物質(zhì)的不對(duì)稱,，薩哈羅夫（Sakharov）于1967年提出了著名的三原則，指出重子數(shù)破壞是解釋該問題的關(guān)鍵之一,。時(shí)至今日,，物理學(xué)家們已經(jīng)對(duì)質(zhì)子衰變、以及各種強(qiáng)子的重子數(shù)破壞衰變進(jìn)行了廣泛研究,，但尚未發(fā)現(xiàn)明顯的重子數(shù)破壞信號(hào),。然而,，這些研究的共同點(diǎn)是初末態(tài)的重子數(shù)與輕子數(shù)之差保持不變。因此探索新類型的重子數(shù)破壞現(xiàn)象變得越來越重要,。

河南師范大學(xué)郝喜慶博士與南開大學(xué)趙明剛教授合作,，利用BESIII國際合作組采集的13億個(gè)粒子的世界最大數(shù)據(jù)，通過過程首次搜尋了初末態(tài)重子數(shù)變化量為2的超子反超子振蕩現(xiàn)象,。這一突破性成果對(duì)于解開宇宙中的反物質(zhì)消失之謎具有重要的意義,。在研究中，我們將振蕩前的末態(tài)定義為“正確符號(hào)”,，振蕩后的末態(tài)定義為為“錯(cuò)誤符號(hào)”，下圖展示了它們的分布,。結(jié)果顯示,，正確符號(hào)分布的本底極低、信號(hào)非常干凈,，而錯(cuò)誤符號(hào)分布的信號(hào)區(qū)內(nèi)沒有觀測到任何事例,，這表明沒有看到振蕩現(xiàn)象?；诖朔植?，綜合考慮本底分析、探測效率和系統(tǒng)誤差等信息后,，我們測得世界上首個(gè)振蕩的上限,，由此解出的振蕩參數(shù)上限為GeV，此結(jié)果對(duì)于理解重子反重子振蕩和重子數(shù)破壞過程具有重要意義,。因?yàn)檎袷庍^程的初末態(tài)都包含第二代夸克,，該工作拓展了重子反重子振蕩實(shí)驗(yàn)的研究范圍，將對(duì)該類型重子數(shù)破壞過程的理論和實(shí)驗(yàn)研究起到激勵(lì)作用,。

錯(cuò)誤符號(hào)（a）和正確符號(hào)（b）的分布圖,，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表示為黑色數(shù)據(jù)點(diǎn)，蒙特卡洛模擬的振蕩信號(hào)用粉色實(shí)心直方圖表示,，本底則用紅色的虛線表示

自2009年BESIII實(shí)驗(yàn)運(yùn)行以來,，已經(jīng)發(fā)表超過490余篇科學(xué)論文。BESIII合作組由來自17個(gè)國家,、83個(gè)研究機(jī)構(gòu)的600多名科學(xué)家組成,。本工作的高質(zhì)量數(shù)據(jù)源于探測器的優(yōu)良設(shè)計(jì)和離線軟件科研人員大量細(xì)致的工作，同時(shí)也感謝BEPCII加速器團(tuán)隊(duì)在疫情期間的維護(hù)和運(yùn)行保障工作,。

文章鏈接:

URL:https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.131.121801 

DOI: 10.1103/PhysRevLett.131.121801 

（物理學(xué)院 郝喜慶）