雙重味Bc介子兩體無(wú)粲強(qiáng)子衰變研究.pdf

1、1998年,CDF實(shí)驗(yàn)組首次發(fā)現(xiàn)了Bc介子,并收集了近20個(gè)Bc→／Ψlv的衰變事例。目前,位于歐洲核子研究中心的大強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)投入物理運(yùn)行,LHC有望每年產(chǎn)生約5×1010個(gè)Bc介子事例。與輕Bq(q=u,d,s)介子有所不同,Bc介子同時(shí)包含兩味重夸克b和c,顯得較為特殊。研究Bc強(qiáng)子衰變過(guò)程一方面可以幫助人們更好地檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)模型,探索重味物理;另一方面可以為實(shí)驗(yàn)探測(cè)末態(tài)強(qiáng)子QCD動(dòng)力學(xué)提供新的領(lǐng)域。Bc介子純湮滅強(qiáng)子

2、衰變過(guò)程為研究湮滅貢獻(xiàn)提供了極佳的場(chǎng)所,為充分理解輕Bq介子衰變中湮滅貢獻(xiàn)大小,乃至湮滅衰變機(jī)制提供重要線索。因此,對(duì)Bc介子強(qiáng)子衰變過(guò)程的研究有重要的科學(xué)意義。
　　 眾所周知,強(qiáng)子矩陣元的有效計(jì)算一直是研究此類(lèi)過(guò)程的難點(diǎn)。目前,基于QCD的因子化方法,如QCD因子化(QCDF)方法、軟共線有效理論(SCET)以及微擾QCD(pQCD)因子化方法,能夠在唯象上給出與實(shí)驗(yàn)測(cè)量較為吻合的理論預(yù)言。對(duì)湮滅圖貢獻(xiàn)的計(jì)算,pQCD因子化

3、方法的優(yōu)勢(shì)尤為明顯。本文基于pQCD因子化方法對(duì)186個(gè)Bc介子兩體無(wú)粲強(qiáng)子衰變道(純湮滅衰變過(guò)程)做了系統(tǒng)研究,得到了有意義的結(jié)果。
　　 在論文綜述部分,作者從輕強(qiáng)子譜出發(fā),對(duì)p波輕夸克介子研究現(xiàn)狀做了全面的討論,對(duì)LHC實(shí)驗(yàn)上Bc介子物理研究做了必要的討論。作者對(duì)計(jì)算強(qiáng)子矩陣元的6種方法做了對(duì)比介紹,并重點(diǎn)闡述本文所采用的pQCD因子化方法,討論橫向動(dòng)量κT的引入、如何消除端點(diǎn)發(fā)散、Sudakov因子等關(guān)鍵內(nèi)容。作者還就p

4、QCD因子化方法近期進(jìn)展(如:對(duì)Glauber膠子貢獻(xiàn)的處理等)做了相應(yīng)介紹。此外,作者對(duì)強(qiáng)子波函數(shù)做了必要的討論。
　　 在論文工作部分(第三、四和第五章),作者采用pQCD因子化方法對(duì)Bc→PP,PV,VV、Bc→SP,SV和Bc→AP,AV,AA過(guò)程的CP平均分支比、極化分?jǐn)?shù)和相對(duì)相位等物理量在標(biāo)準(zhǔn)模型理論框架下做了系統(tǒng)的理論計(jì)算和細(xì)致的唯象分析,得到如下主要結(jié)論:
　　 (1)所有這些過(guò)程分支比的pQCD理論預(yù)言

5、在10-9～10-5范圍內(nèi)變動(dòng),Br(Bc→(K)*0K(*)+)等結(jié)果與基于SU(3)味對(duì)稱(chēng)性方法得到的理論預(yù)言基本一致；衰變分支比在10-6及以上的衰變道將會(huì)在LHC實(shí)驗(yàn)上得到探測(cè),為驗(yàn)證用于計(jì)算此類(lèi)衰變過(guò)程的pQCD因子化方法的可靠性提供了契機(jī);
　　 (2)對(duì)衰變分支比在10-7及以下的衰變道,LHC實(shí)驗(yàn)將難于給出具有較高精確度的測(cè)量結(jié)果；倘若有所發(fā)現(xiàn),將為研究強(qiáng)子衰變過(guò)程中非微擾QCD動(dòng)力學(xué)或末態(tài)相互作用,甚至發(fā)現(xiàn)超出

6、標(biāo)準(zhǔn)模型的新物理信號(hào)提供平臺(tái)；
　　 (3)如作者所預(yù)期,在所有衰變道中,ΔS=0過(guò)程(Vud～1)分支比基本上比ΔS=1過(guò)程(Vus～0.22)大得多；所有衰變道均來(lái)自樹(shù)圖拓?fù)湄暙I(xiàn),這些Bc介子兩體無(wú)粲強(qiáng)子衰變過(guò)程因缺乏弱相位而導(dǎo)致CP破缺不對(duì)稱(chēng)性在標(biāo)準(zhǔn)模型下自然消失;
　　 (4)在所有存在極化態(tài)的過(guò)程中,絕大部分衰變道由縱向極化貢獻(xiàn)支配,期待LHC和SuperB實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證,以幫助人們更加深入地理解此類(lèi)過(guò)程中的he

7、licity結(jié)構(gòu)；
　　 (5)足夠多的Bc介子衰變事例將會(huì)為研究其衰變末態(tài)強(qiáng)子動(dòng)力學(xué)提供沃土,為推證輕標(biāo)量介子和輕軸矢量介子內(nèi)部結(jié)構(gòu)并研究其物理特性提供動(dòng)力學(xué)依據(jù)；
　　 (6)與Bu介子純湮滅衰變道相比,Bc介子的同類(lèi)衰變道的分支比有近100(～|Vcb／Vub|2)倍的增強(qiáng)。這將為關(guān)于湮滅衰變道的研究提供更多數(shù)據(jù),為更好地理解輕Bq介子衰變的湮滅貢獻(xiàn)大小,乃至湮滅衰變機(jī)制奠定基礎(chǔ)。
　　 在第六章,作者對(duì)全