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新一代北京谱仪(BESⅢ)是运行在改造后的北京正负电子对撞机(BEPCⅡ)上的大型通用磁谱仪,于2009年三月采集了第一批物理数据,其物理目标是对τ-粲物理做更加精细的测量和研究以及寻找稀有衰变和新物理,这就对其卜的唯一中心径迹探测器—主漂移室(MDC)有很高的要求,要求MDC有很高的探测效率和重建效率,很好的空间分辨(130μm)和动量分辨(0.5%@1GeV),比较好的dE/dx分辨(6~7%),而且还要能够稳定地运行在高流强下。
为了获得高精度的测量结果,必须对主漂移室做精细的离线刻度和校准,为此,对主漂移室的刻度和校准算法进行了深入的研究,参与开发了BESⅢ离线软件系统(BOSS)框架下的刻度算法,独立开发了BOSS框架下的校准算法,在BESⅢ宇宙线测试阶段,对漂移室的性能和工作状态进行了离线检查,做了漂移室时间阈值扫描实验,并用采集的宇宙线数据样本对漂移室端面板几何位置做了初步校准,在BESⅢ取数初级阶段,和伍灵慧一起紧张有序地进行漂移室刻度,使漂移室性能达到验收指标。在BESⅢ实验取数期间,一方面及时为数据重建提供MDC刻度常数,另一方面对离线刻度和校准进行不断改进,逐步提高了漂移室的测量精度。
BEPCⅡ是多束团对撞的e+e-对撞机,有着高流强和高亮度,束流相关本底也比较高,为了取到高质量的数据,必须想办法降低高的束流本底。做了一系列可能降低束流奉底的实验,比如研究束流穿越角、束流水平位置与束流相关本底的关系,通过local bump来改变本底水平,通过改变水平活动挡板的孔径和加上垂直挡板来排除本底。最后发现,只有通过调整对撞点上游8m处的水甲活动挡板才能有效改变束流本底水平,又做了一系列的实验对活动挡板的有效性进行了进一步的研究,确定了BEPCⅡ工作时活动挡板最有效的孔径,该水平活动挡板有效地降低了束流本底的水平,在保证BESⅢ稳定运行和正常取数上发挥了重要作用。
最近天体物理和宇宙学的实验显示了暗物质的存在,很多理论模型讨论了轻暗物质粒子候选者,目前比较流行的是一种暗光子(dark photon),它与电磁光子之间可能存在混合机制,暗光子有时也被称为U玻色子,U玻色子是链接暗物质粒子和常规粒子的新相互作用传播子,它既可以与暗物质粒子耦合,也可以与常规轻子和夸克有微弱的相互作用。有理论家预言,如果这种粒子存在的话,应该能够在e+e-对撞机上被观测到,于是利用BESⅢ模拟数据,通过几个比较敏感的的衰变道探讨了在BESⅢ上寻找这种粒子的可能性,并结合理论计算给出,在BESⅢ上,能够测量到的一个重要的运动学混合常数E大约在10-4-10-3的量级上。
自BESⅢ正式运行以来,已经采集了大约106M的ψ1数据,利用这些数据对物理过程XcJ→γγ进行了详细的研究,精确测量了XcJ→γγ的宽度,首次测量了Xc2→γγ过程中螺旋度振幅λ=2的比例fλ=2,测量到的主要结果如下:Γγγ(xc0→γγ)=(2.32±0.20±0.22)keVΓγγ(Xc2→γγ)=(0.62±0.04±0.06)keVR=Γγγ(Xc2)/Γγγ(Xc0)=0.27±0.03±0.03fλ2=Bλ=2(Xc2→γγ)/B(Xc2→γγ)=0.37±0.09±0.04
把实验结果和理论预言进行了比较,发现Xc2→γγ7过程中λ=2的比例和理论预言差别很大,这一实验结果对QCD理论提出了挑战。