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We report the measurement of the cross sections for e+e−→hadrons at center-of-mass (c.m.) energies from 3.645 to 3.871 GeV. We observe a new resonance R(3810) in the cross sections for the first time, and observe the R(3760) resonance with high significance in the cross sections. The R(3810) has a mass of (3804.5±0.9±0.9) ~MeV/c2, a total width of (5.4±3.5±3.2)~MeV, and an electronic partial width of (19.4±7.4±12.1)~eV. Its significance is 7.7σ. The R(3810) could be interpreted as a hadro-charmonium resonance predicted by Quantum Chromodynamics (QCD). In addition, we measure the mass (3751.9±3.8±2.8) ~MeV/c2, the total width (32.8±5.8±8.7)~MeV, and the electronic partial width (184±75±86)~eV with improved precision for the R(3760). Furthermore, for the R(3780) we measure the mass (3778.7±0.5±0.3) ~MeV/c2 and total width (20.3±0.8±1.7)~MeV with improved precision, and the electronic partial width (265±69±83)~eV. The R(3780) can be interpreted as the 13D1 state of charmonium. Its mass and total width differ significantly from the corresponding fitted values given by the Particle Data Group in 2022 by 7.1 and 3.2 times the uncertainties for ψ(3770), respectively. ψ(3770) has been interpreted as the 13D1 state for 45 years.
Using a data sample corresponding to an integrated luminosity of 2.93 fb−1 collected at a center-of-mass energy √𝑠=3.773 GeV by the BESIII detector, the decay 𝐷0→𝜔𝜙 is observed for the first time. The branching fraction is measured to be (6.48±0.96±0.40)×10−4 with a significance of 6.3𝜎, where the first and second uncertainties are statistical and systematic, respectively. An angular analysis reveals that the 𝜙 and 𝜔 mesons from the 𝐷0→𝜔𝜙 decay are transversely polarized. The 95% confidence level upper limit on longitudinal polarization fraction is set to be less than 0.24, which is inconsistent with current theoretical expectations and challenges our understanding of the underlying dynamics in charm meson decays.
Using a data sample corresponding to an integrated luminosity of 2.93 fb−1 collected at a center-of-mass energy s√=3.773 GeV by the BESIII detector, the decay D0→ωϕ is observed for the first time. The branching fraction is measured to be (6.48±0.96±0.38)×10−4 with a significance of 6.3σ, where the first and second uncertainties are statistical and systematic, respectively. An angular analysis reveals that the ϕ and ω mesons from the D0→ωϕ decay are transversely polarized.
Using a data sample corresponding to an integrated luminosity of 2.93 fb−1 collected at a center-of-mass energy s√=3.773 GeV by the BESIII detector, the decay D0→ωϕ is observed for the first time. The branching fraction is measured to be (6.48±0.96±0.38)×10−4 with a significance of 6.3σ, where the first and second uncertainties are statistical and systematic, respectively. An angular analysis reveals that the ϕ and ω mesons from the D0→ωϕ decay are transversely polarized, which is inconsistent with current theoretical expectations and challenges our understanding of the underlying dynamics in charm meson decays.
Using a data sample corresponding to an integrated luminosity of 2.93 fb−1 collected at a center-of-mass energy s√=3.773 GeV by the BESIII detector, the decay D0→ωϕ is observed for the first time. The branching fraction is measured to be (6.48±0.96±0.40)×10−4 with a significance of 6.3σ, where the first and second uncertainties are statistical and systematic, respectively. An angular analysis reveals that the ϕ and ω mesons from the D0→ωϕ decay are transversely polarized. The 95% confidence level upper limit on longitudinal polarization fraction is set to be less than 0.24, which is inconsistent with current theoretical expectations and challenges our understanding of the underlying dynamics in charm meson decays.
Using data samples with a total integrated luminosity of 20.1 fb−1 collected by the BESIII detector operating at the BEPCII collider, the cross section of the process 𝑒+𝑒−→𝜋+𝜋−𝜓(3686) is measured at center-of-mass energies between 4.0076 and 4.6984 GeV. The measured cross section is consistent with previous results, and with much improved precision. A fit to the measured energy-dependent cross section, which includes three Breit-Wigner functions and a nonresonant contribution, confirms the existence of the charmonium-like states 𝑌(4220), 𝑌(4390), and 𝑌(4660). This is the first observation of the 𝑌(4660) at the BESIII experiment.
Das radioaktive Edelgas Radon und seine ebenfalls radioaktiven Zerfallsprodukte machen den größten Teil der natürlichen Strahlenbelastung in Deutschland aus. Trotz der Einstufung als krebserregend für Lungenkrebs wird es zur Therapie entzündlicher Krankheiten eingesetzt. Der hauptsächliche Aufnahmemechanismus ist dabei die Inkorporation über die Atmung, wobei Radon auch über die Haut aufgenommen werden kann. Radon wird dabei über das Blut im gesamten Körper verteilt und kann in Gewebe mit hoher Radonlöslichkeit akkumulieren. Die Zerfallsprodukte verbleiben jedoch in der Lunge, zerfallen dort, bevor sie abtransportiert werden können und schädigen das dortige Gewebe.
Die Lungendosis wird laut Simulationen zum größten Teil durch die kleinsten Radon-Zerfallsprodukte (< 10 nm) bestimmt, die besonders effektiv im Respirationstrakt anheften. Die erzeugte Dosis ist dabei aufgrund der inhomogenen Anlagerung der Zerfallsprodukte lokal stark variabel. In Simulationen wurden Bifurkationen als Ort besonders hoher Deposition identifiziert, wobei die experimentelle Datenlage zur Deposition kleinster Radon-Zerfallsprodukte eingeschränkt ist. Aufgrund des Anstiegs der Komplexität von Simulationen oder Experimenten wird in den meisten Betrachtungen nicht der oszillatorische Atemzyklus berücksichtigt, sondern lediglich ein einseitig gerichteter Luftstrom betrachtet. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein experimentelles Modell entwickelt und etabliert, das die Messung der Deposition von Radon-Zerfallsprodukten ermöglicht und zwischen drei Größenfraktionen (Freie Zerfallsprodukte: < 10 nm, Cluster: 20-100 nm, Angelagerte Zerfallsprodukte: > 100 nm) unterscheiden kann. Der Luftfluss durch das Modell bildet sowohl die Inhalation als auch die Exhalation ab. Erste Experimente mit dem neu entwickelten Messaufbau konnten die aus Simulationen bekannte erhöhte Deposition der freien Zerfallsprodukte in einer Bifurkation abbilden. Die Vergrößerung des Bifurkationswinkels von 70° auf 180° zeigte lediglich einen minimalen Anstieg in der Größenordnung des Messfehlers. Der dominierende Prozess der Anlagerung der freien Zerfallsprodukte ist die Brown'sche Molekularbewegung, die unabhängig vom Bifurkationswinkel ist. Dennoch kann ein veränderter Winkel die Luftströmung und entstehende Turbulenzen verändern, wodurch die Deposition beeinflusst werden kann. Dies lässt sich jedoch mit dem hier benutzten Messaufbau nicht auflösen. Entgegen der Beobachtungen in der Literatur führte die Erhöhung der Atemfrequenz von 12 auf 30 Atemzüge pro Minute, in den im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten Experimenten, zu keiner messbaren Veränderung der Deposition. Diese Beobachtung ist auf die Entstehung gegensätzlicher Effekte zurückzuführen. Einerseits führt eine schnellere Luftströmung zu kürzeren Aufenthaltszeiten der freien Zerfallsprodukte im Modell, wodurch die Deposition unwahrscheinlicher wird. Andererseits entstehen vermehrt sekundäre Strömungen und absolut betrachtet werden mehr Partikel durch das Modell gepumpt. Es ist davon auszugehen, dass sich diese Effekte im hier getesteten Bereich aufheben.
Als potentielle Schutzmaßnahme zur Reduktion der Lungendosis konnte im Rahmen dieser Arbeit die Filtereffzienz von Gesichtsmasken (OP-Masken, FFP2 Masken) gegenüber Radon und seinen Zerfallsprodukten bestimmt werden. Während Radon nicht gefiltert wird, wurden die freien Zerfallsprodukte fast vollständig (> 98%) und die Cluster zum größten Teil (≈ 80 %) zurückgehalten.
Radon selbst kann im gesamten Organismus verteilt werden und dort in Gewebe akkumulieren. Zur Bestimmung der Dosis wird dabei auf biokinetische Modelle zurückgegriffen. Diese sind von der Qualität ihrer Eingabeparameter abhängig, wobei beispielsweise die Werte zur Verteilung von Radon zwischen Blut und Gewebe auf experimentell gewonnenen Löslichkeitswerten aus Mäusen und Ratten beruhen. Unbekannte Werte werden von der Internationalen Strahlenschutzkommission basierend auf der Gewebezusammensetzung als gewichteter Mittelwert berechnet. In dieser Arbeit wurde die Löslichkeit in humanen Blutproben und wässrigen Lösungen verschiedener Konzentrationen der Blutproteine Hämoglobin und Albumin bestimmt. Es löste sich mehr Radon in Plasma als in Erythrozytenkonzentrat und Vollblut. Die Protein-Lösungen zeigten keine Konzentrationsabhängigkeit der Löslichkeit, sondern lediglich in hitzedenaturiertem Hämoglobin wurde eine niedrigere Löslichkeit gemessen. Basierend auf diesen Beobachtungen, sollte die These überprüft werden, ob sich die Löslichkeit einer Mischung als gewichteter Mittelwert der einzelnen Löslichkeiten berechnen lässt. Daher wurden diese in einer Mischung aus zwei Flüssigkeiten (1-Pentanol, Ölsäure) bestimmt. Die experimentell bestimmte Löslichkeit war dabei fast doppelt so groß wie der berechnete Wert. Dieser Unterschied kann dadurch zustande kommen, dass bei einer Berechnung basierend auf der Zusammensetzung die Wechselwirkungen zwischen den Lösungsmitteln vernachlässigt werden. Dies verdeutlicht die Notwendigkeit experimenteller Daten zur Verteilung und Lösung von Radon in verschiedenem Gewebe.
Using (10.087±0.044)×109 𝐽/𝜓 events collected by the Beijing Spectrum III (BESIII) detector at the Beijing Electron Positron Collider II (BEPCII) collider, we search for the hyperon semileptonic decay Ξ−→Ξ0𝑒−¯𝜈𝑒. No significant signal is observed and the upper limit on the branching fraction ℬ(Ξ−→Ξ0𝑒−¯𝜈𝑒) is set to be 2.59×10−4 at 90% confidence level. This result is one order of magnitude more strict than the previous best limit.