De BESIII-samenwerking heeft de meest nauwkeurige metingen tot nu toe gerapporteerd van de relatieve sterke-faseparameters in verval van neutrale D-mesonen. Deze resultaten worden gepresenteerd in twee artikelen gepubliceerd in de tijdschriften Fysieke beoordelingsbrieven en Fysieke beoordeling D op 15 juni, respectievelijk.

De sterke-fase parameters, die het gevolg zijn van de interacties van hadronische eindtoestanden, kan in theorie niet betrouwbaar worden berekend en moet experimenteel worden bepaald. De nieuwe BESIII-resultaten weerspiegelen het verschil van twee sterke fasen van een D-meson gevormd door een charm (c) quark en een anti-up(u-bar) quark, ten opzichte van zijn antideeltje, de D-bar meson, vervallen tot dezelfde eindtoestand.

Onder deze laatste staten, de sterke-fase parameters in KSπ+π- zijn uitzonderlijk, het leveren van belangrijke input bij de bepaling van enkele van de fundamentele parameters in het standaardmodel (SM) van deeltjesfysica. Prominente voorbeelden zijn de hoek γ in de eenheidsdriehoek die de fase van het mengen van de eerste en derde familie van de quarks beschrijft, en de mengparameters die de oscillaties tussen neutrale D- en D-bar-mesonen beschrijven.

Aanvullend, een precisiemeting van γ biedt een maatstaf voor tests van de SM en kan worden gebruikt als een sonde om te zoeken naar bewijs van fysica buiten het bekende standaardmodel.

In 2009 en 2010 CLEO op de Cornell Electron Storage Ring presenteerde de eerste metingen van de sterke-faseparameters met behulp van 0,82 fb-1 elektron-positron-annihilatiegegevens. De beperkte nauwkeurigheid van deze parameters vertaalt zich in een dominante systematische onzekerheid voor de meting van γ van ongeveer vier graden.

In het volgende decennium zal de statistische onzekerheid van γ zal naar verwachting 1,5 graad of minder zijn, wat leidt tot metingen waarbij de algehele precisie wordt beperkt door de sterke fase-ingangen. Vandaar dat precisiemetingen van sterke-faseparameters een hoge prioriteit hebben en van cruciaal belang zijn voor een reeks γ-metingen.

Momenteel, BESIII is de enige draaiende machine die gegevens kan verzamelen bij de productiedrempel van D ⁰ NS ⁰ -bar mesonenparen. Hier, de geproduceerde D ⁰ en D ⁰ -bar meson paren worden geproduceerd in een kwantum-gecorreleerde toestand, experimentele toegang geven tot het sterke faseverschil. De nieuwe resultaten maken gebruik van 2,93 fb-1 gegevens verzameld met de BESIII-detector.

Om data beter te benutten, het BESIII-team onderzocht verschillende methoden om de analyse te verbeteren door meer hadronische D-verval op te nemen om de statistieken te vergroten, uitbreiding van de gedeeltelijke reconstructie van gebeurtenissen om de signaalefficiëntie te verbeteren, en rekening houdend met de effecten van binmigratie om mogelijke afwijkingen van de resultaten te verminderen. Deze verbeteringen zijn van cruciaal belang om een ​​betere precisie en nauwkeurigheid te bieden in vergelijking met eerdere metingen.

Met behulp van de nieuwe BESIII-resultaten, de dominante systematische onzekerheid over de waarde van γ kan worden teruggebracht tot ongeveer één graad, dat is ongeveer een factor drie kleiner dan mogelijk was met de CLEO-metingen. Dit zal ervoor zorgen dat de verwachte statistische verbeteringen in de metingen van γ bij de LHCb- en Belle II-experimenten in het komende decennium een ​​grote impact zullen hebben op precisietests van het standaardmodel.