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第一章概论1

1.1 高能物理现状1

1.2 粒子加速器及其发展趋势5

1.3 北京正负电子对撞机·北京谱仪的物理成果8

1.4 北京τ-C工厂计划建议13

第二章北京正负电子对撞机和北京谱仪16

2.1 北京正负电子对撞机16

2.1.1 直线加速器16

2.1.2 输运线18

2.1.3 储存环18

2.1.4 一些重要的性能参数20

2.2 北京正负电子对撞机能区的基本物理过程25

2.2.1 电磁相互作用过程25

2.2.2 非共振强子产生31

2.2.3 强子共振态产生33

2.3 北京谱仪34

2.3.1 对撞事例、本底及数据获取34

2.3.2 北京谱仪工作原理简介36

2.3.3 北京谱仪子探测器结构和性能43

第三章τ物理54

3.1 引言54

3.1.1 北京谱仪建成时的τ物理研究状况54

3.1.2 τ质量测量是北京谱仪的物理机遇56

3.2 τ质量测量基本原理62

3.2.1 粒子质量的实验测量62

3.2.2 τ质量测量的阈值法64

3.3 mτ实验测量的准备65

3.3.1 e+e-→τ+τ-的产生截面66

3.3.2 实验方案的确定69

3.3.3 eμ事例的判选79

3.4 mτ的实验测定86

3.4.1 利用eμ末态测量mτ86

3.4.2 束流能量的绝对刻度93

3.4.3 几项重要分析97

3.4.4 利用τ+τ-的其它末态测量mτ99

3.5 mτ测量的物理重要性103

3.6 τ中微子及其他108

3.6.1 测定mντ的意义109

3.6.2 mντ测量的一般方法111

3.6.3 北京谱仪的mντ测量113

第四章J/ψ物理132

4.1 J/ψ粒子的性质132

4.2 J/ψ衰变机制134

4.3 J/ψ的强衰变137

4.3.1 f2(1270)139

4.3.2 f0(980)147

4.4 J/ψ辐射衰变151

4.4.1 ξ(2230)152

4.4.2 θ/fJ(1710)156

4.4.3 ？/η(1440)164

4.4.4 f0(1500)170

4.5 J/ψ电磁衰变及其他176

4.6 胶球寻找的前景和困难178

4.7 奇特态、四夸克态及混杂态182

4.8 J/ψ衰变宽度185

4.8.1 J/ψ共振截面方法确定衰变宽度187

4.8.2 由ψ(2S)→π+π-J/ψ道测量J/ψ轻子对衰变分支比203

第五章ψ(2S)物理215

5.1 引言215

5.2.1 研究概况222

5.2 ψ(2S)轻子衰变：ψ(2S)→τ+τ-分支比测量222

5.2.2 ψ(2S)→τ+τ-衰变分支比测量223

5.2.3 结果与讨论231

5.3 ψ(2S)强衰变研究：矢量-赝标量介子末态233

5.3.1 粲夸克偶素强衰变疑难233

5.3.2 寻找ψ(2S)→ρπ衰变239

5.3.3 寻找ψ(2S)→K+K＊-+c.c.衰变242

5.3.4 寻找ψ(2S)→K0？＊0+c.c.衰变245

5.3.5 J/ψ共振峰区e+e-→ρπ截面测量246

5.3.6 结果与讨论252

5.4 ψ(2S)强衰变研究：矢量-张量介子末态255

5.4.1 矢量-赝标量以外衰变模式255

5.4.2 ψ(2S)→ωf2衰变研究257

5.4.3 ψ(2S)→ρa2衰变研究260

5.4.4 ψ(2S)→K＊0？＊0+c.c.衰变研究261

5.4.5 结果与讨论262

5.5 ψ(2S)强衰变研究：重子对末态266

5.5.1 概况266

5.5.2 ψ(2S)→p？268

5.5.3 ψ(2S)→？271

5.5.4 ψ(2S)→？0？0274

5.5.5 ψ(2S)→？-？+275

5.5.6 ψ(2S)→△++？--277

5.5.7 ψ(2S)→？-(1385)？+(1385)+c.c.279

5.5.8 ψ(2S)→？0(1530)？0(1530)281

5.5.9 ψ(2S)→Ω-？+285

5.5.10 结果与讨论287

5.6 Xc物理研究292

5.6.1 实验与理论概况292

5.6.2 Xc0宽度测量296

5.6.3 Xc0,2→π+π-及K+K-衰变分支比测量303

5.6.4 结果与讨论304

第六章粲介子物理308

6.1 概述308

6.1.1 粲介子的发现308

6.1.2 粲介子的产生312

6.1.3 粲介子的衰变315

6.1.4 几个有兴趣的课题320

6.2 标准模型与粲介子、底介子衰变328

6.2.1 夸克与轻子的代328

6.2.2 粲介子与底介子衰变329

6.2.3 CKM矩阵330

6.2.4 纯轻子道衰变334

6.2.5 半轻子道衰变336

6.3 北京谱仪Ds介子衰变研究343

6.3.1 实验方法与分析技术344

6.3.2 Ds介子的单标记353

6.3.3 Ds纯轻子衰变与衰变常数fDs357

6.3.4 Ds单举电子半轻子衰变测量365

6.3.5 D？→？π+绝对分支比测量370

第七章发展前景展望377

7.1 北京τ-C工厂(BTCF)378

7.1.1 BTCF的初步物理目标379

7.1.2 BTCF加速器设计382

7.1.3 BTCF探测器设计384

7.2 1032cm-2s-1亮度方案388

附录A 名词和术语392

附录B 参加北京谱仪合作组的研究所和高等院校397

附录C 北京谱仪合作组成员399

附录D 北京谱仪合作组发表的论文402

附录E 北京谱仪合作组在重要国际会议上的部分学术报告406