首次观测到B+→ψ(2S)ϕ(1020)K+衰变：CMS实验8TeV数据

"在s = 8TeV的pp碰撞中观察到衰变B +→ψ（2S）ϕ（1020）K +" 这篇论文是关于在高能物理实验中的一个重大发现，具体是在大型强子对撞机（LHC）上的CMS（Compact Muon Solenoid）实验中，利用7月2016年接收的数据，首次观察到了B+粒子衰变成ψ（2S）和ϕ（1020）两个介子以及一个正K+介子的过程。这个衰变过程的全称是B +→ψ（2S）ϕ（1020）K +，其中ψ（2S）是J/ψ介子的激发态，而ϕ（1020）是一种由两个奇异夸克组成的矢量介子。 在8TeV能量的质子-质子（pp）碰撞中，CMS合作组收集了19.6 femtobarns（fb^-1）的综合光度数据，这是一个相当大的样本，能够提供足够的统计力量来探测这种罕见的B粒子衰变。通过使用B +→ψ（2S）K +作为基准（归一化）模式，研究者们计算了B +→ψ（2S）ϕ（1020）K +的分支比。分支比是描述粒子衰变概率的一个物理量，表示特定衰变模式发生的频率相对于所有可能衰变方式的总和。 实验结果表明，这个衰变的分支比为(4.0±0.4(stat)±0.6(syst)±0.2(B))×10^-6。这里，误差包括统计误差（stat）、系统误差（syst）和与归一化通道的分支比测量相关的不确定性（B）。这意味着，尽管存在一定的误差范围，但可以非常确定地观察到这种衰变现象，并且它的发生率相对较低。 这项研究对B介子物理学有着重要的贡献，因为B粒子衰变的研究是理解基本粒子相互作用，特别是弱相互作用和CP（Charge Parity）违反现象的关键。CP违反是宇宙中物质-反物质不对称性的理论基础，对于解释为何我们的宇宙主要由物质而非反物质组成至关重要。 此外，这项工作还涉及到了罕见B衰变的研究，这些衰变通常与超出标准模型的新物理效应有关。因此，对这类衰变的精确测量不仅可以检验现有理论的预测，也可能揭示潜在的新物理现象。 这篇论文标志着在LHC的CMS实验中，对B+粒子衰变性质的深入探索迈出了重要一步，它提供了关于基本粒子行为的宝贵数据，有助于科学家们更深入地理解宇宙的基本法则。