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电磁形状因子，作为动量转移平方q2的函数，反映电磁相关物理量如电荷、磁矩及四极矩的空间分布。测量电磁形状因子可提供强子内部结构的有关信息。对自旋为1的束缚态粒子，微扰色动力学预言在大的类空或类时动量转移下电、磁及四极形状因子的比值为GC(q2)∶GM(q2)∶GQ(q2)=（1-2/3η）∶2∶-1，其中η=-q2/4M2，M是粒子质量。 我们提出一种实验测定类时动量转移下D*介子的电、磁及四极形状因子的方法。我们计算了e+e-→γ*→ D*+D*-过程的微分截面，发现其中只包含形状因子的幅度。从角分布和总截面只能得到|GM|以及|GC|2和|GQ|2的一个线性组合。形状因子的相位包含在D*的自旋状态中，故在其衰变的角分布中展现。因此我们计算了e+ e-→γ*→ D*+ D*-，D*+→D07π+，D*-→(D)0π-过程的微分截面。在五维角分布函数中，形状因子的幅度和相位可化简为四个参数，参数的值可从观察四个独立的一维角分布得到。参数的最佳值用不分道的扩展的极大似然法拟合来找到。该方法经Monte Carlo模拟检验可行。 利用Belle探测器在KEKB不对称能量正负电子对撞机上积累的质心系能量在10.58 GeV附近的800 fb-1数据，我们测量了在动量转移平方q2为10.582=111.94(GeV/c)2时D*介子的电、磁及四极形状因子的幅度和相对相位角，为:|GC|=5021±514±427，|GM|=5908±118±385，|GQ|=424±153±114，δC-δM=（23.0±17.0±5.2）°，δQ-δM=（-117±18±15）°，其中第一项误差为统计误差，第二项为系统误差（下同）。结果与微扰色动力学预言的不一致。我们也测量了在10.58 GeV质心系能量下e+e-→ D*-D*-过程的截面，为σ=(0.42±0.01±0.05) pb，以及波恩截面，为σ0=(0.60±0.02±0.08) pb，这与0.53 pb的理论预言大致符合。截面按螺旋度分解为σ(e+e-→D*+LD*-L)=27.8±7.9fb，σ（e+e-→D*+LD*T）=382±11fb，σ(e+e-→D*+TD*-T）=11.1±7.7fb。D*+LD*-T占比(90.7±4.0)％，与理论预言的65％不一致。我们还测量了Υ(4S)衰变到D*+D*-的分支比，为Br(Υ(4S)→D*+D*-)=(1.0±1.3±1.1)×10-6，或以90％置信水平的上限表示为Br(Υ(4S)→D*+D*-）＜4.4×10-6。