利用 $J/\psi$ 阈值下八重夸克对子探测 P 与 CP 镜像对称性的基本检验

我们系统性地探讨了来自 BESIII 实验以及下一代超 tau- charm 设施 (STCFs) 的 $J/\psi$ 衰变为最低能级夸克对的差分角分布中 P 镜像和复合 P-CP 镜像对称性的检验。我们发现对于伴随大对数项的 $J/\psi$ 衰变，来自 $Z$ 和 $W$ 交换的大型修正会导致镜像违背效应。$J/\psi$ 的生产侧和衰变侧的镜像不对称性都估计为 $\mathcal{O}(10^{-4})$，因此几乎无法使用目前收集的 100 亿个 $J/\psi$ 事件在 BESIII 中观察到。尽管如此，这些利用当前 BESIII 数据的镜像不对称性已经允许以绝对不确定度 $\delta s_w^2\approx{0.09}$ 测量弱混合角度，这对应于在 $J/\psi$ 阈值下首次确定 $s_w^2$。在未来，STCFs 预计将在一年内通过亮度重新标度提高约 20 倍至 \delta s_w^2\approx{0.005。我们也获得了八重夸克电偶极矩的 95% 置信水平上限，其范围为 $\mathcal{O}(10^{-18})\,e{\rm\,cm}$ 对于 BESIII 和 $\mathcal{O}(10^{-19})\,e{\rm\,cm}$ 对于 STCFs。这些上限比费米南实验唯一现有的 $\Lambda$ 上限提高了 2-3 个数量级。本工作讨论的方法也为对 $\Xi$ 和 $\Sigma$ 电偶极矩的首次直接测量铺平了道路。