[论文解读] Search for the radiative decays $D^0 o γ\bar K_1(1270)^0$ and $D^+ o γK_1(1270)^+$

BESIII Collaboration, M. Ablikim+701 more|arXiv (Cornell University)|Mar 24, 2026

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions被引用 0

一句话总结

BESIII 合作组对 D^0→γK̄1(1270)^0 和 D^+→γK1(1270)^+ 的辐射衰变进行搜索，未发现显著信号，并在90%置信水平下给出分支比上限（BF(D^0→γK̄1(1270)^0) < 7.7×10^-4，BF(D^+→γK1(1270)^+) < 3.9×10^-5）。

ABSTRACT

A search for the radiative decays $D^0 o γ\bar K_1(1270)^0$ and $D^+ o γK_1(1270)^+$ is conducted using $20.3~\mathrm{fb}^{-1}$ of $e^+e^-$ annihilation data collected at the center-of-mass energy $\sqrt{s}=3.773$ GeV by the BESIII detector operating at the BEPCII collider. No significant signals are observed, and upper limits on the branching fractions of $D^0 o γ\bar K_1(1270)^0$ and $D^+ o γK_1(1270)^+$ at 90\% confidence level are determined to be $7.7 imes10^{-4}$ and $3.9 imes10^{-5}$, respectively. This represents the first test of the Vector Meson Dominance mechanism in the radiative decays of charmed mesons to axial-vector mesons.

研究动机与目标

• 在标准模型框架下动机何在：短距离贡献较小，长程过程或新物理可能增强放射性魅衰变。
• 将 D→γK1(1270) 衰变作为验证向量介子显性（Vector Meson Dominance, VMD）机制在对称-轴向量介子放射性衰变中的测试。
• 提供对分支比的实验约束，以指导理论预测和模型构建。
• 利用 ψ(3770) 共振下的标签分析以提高信号灵敏度并抑制背景。

提出的方法

• 在 BESIII 探测器探测到的 s=3.773 GeV 的 e+e− 碰撞数据，等效光度为 20.3 fb−1。
• 使用双标签技术重构一个 D介子并在对侧搜索信号衰变。
• 通过 K−π+π0 和 K+π+π− 的衰变模式重构 K1(1270)；在信号侧选择辐射光子。
• 对 ΔE_sig 与 cos(θ_H) 进行二维未分箱的最大似然拟合以提取信号产额。
• 从包容性 MC 样本估计背景，并用基于 MC 的模板建模信号形状。
• 利用定义的效率，从 DT产额、ST产额和次衰变分支比计算分支比。

Fig. 2: Fits to the $M^{\rm tag}_{\rm BC}$ distributions of the ST candidates for different tag modes. In each plot, the points with error bars are data, the blue curves are the best fits, and the red dashed curves describe the fitted combinatorial background shapes. The pair of blue arrows indicate

实验结果

研究问题

• RQ1 辐射衰变 D^0→γK̄1(1270)^0 和 D^+→γK1(1270)^+ 是否在可观的速率下发生？
• RQ2 通过这些通道，VMD 机制在“带电-轴向量介子”的放射性衰变中是否可以被检验？
• RQ3 在 90% 置信水平下，这些衰变的分支比分布的实验上限是多少？

主要发现

• 未观测到任一衰变通道的显著信号。
• 在 90% 置信水平下，分支比上限为 BF(D^0→γK̄1(1270)^0) < 7.7×10^-4 和 BF(D^+→γK1(1270)^+) < 3.9×10^-5。
• 本工作首次在钨蓝色放射性衰变中测试向量介子显性机制对轴向量介子衰变的适用。
• 分析使用在 √s = 3.773 GeV 时通过 BESIII 探测器收集的 20.3 fb−1 的数据。

Fig. 3: Distributions of $\Delta E_{\rm sig}$ versus $\cos\theta_{\rm H}$ in data of the DT candidate events for (a) $D^{0}\to\gamma\bar{K}_{1}^{0}$ and (b) $D^{+}\to\gamma K_{1}^{+}$ decays.