自从1979年粲重子L_c在实验上发现以来，多数关于L_c衰变的测量仍然是二十多年前开展的，主要以L_c⁺→pK⁻π⁺衰变作为参考道来测量衰变分支比。然而由于实验条件限制，他们都或多或少地依赖于模型假设，对L_c⁺→pK⁻π⁺分支比的测量并不准确。这从整体上使L_c衰变率的测量结果存在很大的不确定性，造成描述粲重子的理论模型发展缓慢。

为了解决这个长期的困扰，青促会会员国科大吕晓睿教授主导提出在北京正负电子对撞机-北京谱仪III实验上在Lc对质量阈值上开展实验，首次在阈值实验上模型无关地直接测量了Lc衰变性质。吕晓睿团队基于该实验样本，近期连续完成两项重要研究成果，分别发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters, PRL)的115卷第22期和116卷第5期上。

L_c 是最轻的含粲重子。朴素夸克模型中它由三个夸克组成，即一个重的粲夸克(c)和两个轻夸克(u,d)。但科学家并不完全清楚L_c内部夸克的具体分布及相应运行机制。L_c 衰变几乎都有弱力参与，对它的研究可以用来检验弱相互作用理论，同时帮助我们理解L_c内部的夸克分布问题。另外，由于高激发态粲重子和含底夸克的L_b重子都会衰变到L_c，对L_c 衰变性质的研究也有助于进一步理解重味(c和b)重子谱学及其衰变性质。

发表的第一项研究工作是利用全重建L_c⁺L_c⁻对的双标记技术，测量了L_c的强子衰变分支比。该测量方法的优点在于不依赖于 L_c对产生截面或其衰变模型的假设，并且不需要数据积分亮度等输入信息，因此称之为直接分支比测量。通过对L_c的12个主要的强子衰变道联合分析，基于全局拟合方法提高精度，测量了L_c⁺→pK⁻π⁺的分支比为(5.84±0.27±0.23)%。这是L_c发现30多年来世界上首次在阈值上精确测量L_c⁺→pK⁻π⁺的绝对分支比。同时其他11个强子道的分支比精度也得到3到6倍的改善。该科研成果2016年2月6日发表在《物理评论快报》116卷第5期上。PRL审稿人认为该测量对粲物理领域实验和理论研究是全新的重要输入，并对b重子物理研究有重要意义。

发表的第二项研究工作是利用双标记技术和丢失中微子质量的方法，首次测量了L_c→Len的绝对衰变分支比。这一测量结果不依赖于任何理论模型。该科研成果2015年11月25日发表在《物理评论快报》115卷第22期上。PRL审稿人认为此项成果“对理解强子理论模型非常重要，并对未来的对撞机实验提供重要的数据”。

吕晓睿教授团队将继续加强在L_c衰变方面的研究力量，期待做出更多重要成果。相关工作获得了科技部、基金委和中科院青年促进会的项目经费支持。

扩展阅读：

X.-R. Lyu et. al., Phys. Rev. Lett. 116, 052001 (2016)
URL:  http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.116.052001

X.-R. Lyu et. al., Phys. Rev. Lett. 115, 221805 (2015)

URL：http://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.115.221805