新闻网讯（通讯员吴轩）9月24日，Physical Review Letters（《物理评论快报》）在线发表了武汉大学物理科学与技术学院高能物理实验组在粲物理实验研究上取得的重要进展。论文题目为“Observation of D0→K1(1270)−e+νe”（《D0→K1(1270)−e+νe 衰变的观测》），孙亮教授课题组在世界上首次观测到了中性D介子半轻衰变到轴矢量介子末态的过程。
该项工作的最初设想和研究方案由孙亮于2016年提出。后由2018级硕士研究生范玉兰在其导师孙亮和中科院高能物理研究所的马海龙副研究员共同指导下完成了具体实验数据的分析工作和论文的撰写。按照高能物理学界的惯例，论文由北京谱仪III合作组全体成员依作者姓氏英文字母顺序共同署名。
图1 二维拟合实验数据点提取了109±12.5个D^0→K_1 (1270)^- e^+ ν_e信号。其中蓝色、红色、绿色、和黑色曲线分别代表全部贡献、信号、D^0→K^- π^+ π^- π^+背景、和其他背景
D介子半轻衰变到轴矢量介子末态这一过程自从1989年在理论上被预言以来，因其衰变分支比低且末态存在不可见的中微子，在实验上一直没有被成功观测到。本工作通过分析位于中科院高能物理研究所的正负电子对撞机上的北京谱仪III实验的海量正反D介子对产生数据，从极为复杂的背景中成功分离出了
衰变的信号（见图1），从而在世界上首次确立了中性D介子到轴矢量介子的半轻衰变模式。该衰变统计显著度大于10个标准偏差，
分支比被确定为
。该项工作还首次测量了过程中的横向极化分数。衰变的发现启发了在拥有更高统计量的大型强子对撞机底夸克实验（LHCb）和计划中的超级陶粲工厂（STCF）利用该类型衰变过程来深入研究K1轴矢量介子的性质，并且与
的相关实验分析结果一起给出光子极化的精确测量，从而对标准模型做出严格限制。
据悉，本工作得到了海外高层次人才计划和国家自然科学基金的支持。在LHCb和STCF的后续工作也正在孙亮课题组主导下进行。
论文链接：https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.127.131801
（供图：物理科学与技术学院 编辑：付晓歌、相茹）
