在 BESIII 上探索玻色子相互作用媒介

我们针对在 BESIII 实验中于 $e^+e^-$ 对撞与 $J/\psi$ 衰变中寻找新力媒介 $X$ 玻色子的可能性进行了全面研究。探讨了 $X$ 玻色子与轻子和夸克耦合的典型相互作用。给出了该 $X$ 粒子的产生与衰变性质、产生/衰变链 $e^+e^-\to X\gamma \to e^+e^-\gamma$ 和 $J/\psi \to X\gamma\to\mu^+\mu^-\gamma$，以及作为 $X$ 玻色子质量函数的约化耦合强度参数的排除极限。利用数十 fb$^{-1}$ 的 $e^+e^-$ 或 $10^{10}$ 的 $J/\psi$ 数据集，我们发现，对于文献中的各种假设，在合理假定衰变宽度 10 eV $<\Gamma_X<$ 100 eV 的情况下，耦合强度参数的排除极限落在 $10^{-3}\sim10^{-4}$ 范围内，具体取决于 $m_X$。据我们估计，在现今 BESIII 实验中，于 $e^+e^-$ 对撞与 $J/\psi$ 衰变中寻找新力媒介 $X$ 玻色子均是可行的。