Pi+ -> e+ nu gamma 衰变中 pion 弱形状因子的新精确测量

基于使用 PIBETA 探测器获取的总共 65,460 个事件，我们在广阔的相空间区域测量了 $\pi^+\to {\rm e}^+\nu\gamma$ 的分支比。对测量到的 $(E_{e^+},E_\gamma)$ 能量分布进行最小 $\chi^2$ 拟合，得到弱形状因子值 $F_A=0.0119(1)$，其中 $F_V$ 固定为 0.0259。无约束拟合得出 $F_V=0.0258(17)$ 和 $F_A=0.0117(17)$。此外，我们测量了 $F_V$ 对 $q^2$（即 ${\rm e}^{+}\nu$ 对的不变质量平方）的依赖参数 $a=0.10(6)$，参数化形式为 $F_V(q^2)=F_V(0)(1+a\cdot q^2)$。在运动学区域 $E_\gamma > 10$MeV 且 $\theta_{{\rm e^+}\gamma} > 40^\circ$ 下，测得的分支比为 $B^{\rm exp}=73.86(54) \times 10^{-8}$。我们此前报道的高 $E_\gamma$/低 $E_{{\rm e}^+}$ 运动学区域的偏差已得到解决，我们发现结果与不含张量项的 CVC 和标准 $V$$-$$A$ 计算完全兼容。我们还推导出了 pion 极化率的新值 $\alpha_E = \rm 2.78(10) \times 10^{-4} fm^3$ 以及中性 pion 寿命 $\tau_{\pi 0} = (8.5 \pm 1.1) \times 10^{-17}$s。