Z0玻色子衰變到Bc(-)介子衰變寬度及其不確定性的研究.pdf

1、Z0玻色子衰變到Bc()介子衰變寬度及其不確定性的研究重慶大學碩士學位論文學生姓名：鄧麗城指導教師：方禎云教授吳興剛教授專業(yè)：理論物理學科門類：理學重慶大學物理學院二O一O年十月重慶大學碩士學位論文中文摘要I摘要cB介子作為是標準模型里非常重要的顯含味道且穩(wěn)定的雙重味介子，其主要是通過弱相互作用進行衰變，壽命較長，從而可成驗證量子色動力學理論的理想平臺。自1998年由TEVATRON上的CDF小組首次發(fā)現(xiàn)以來，cB介子得到越來越廣泛的關(guān)

2、注和研究。特別是近年來，cB物理的理論研究取得了很大的進展，國內(nèi)部分專家結(jié)合高能強子對撞機LHC和TEVATRON實驗條件，對cB強產(chǎn)生性質(zhì)的作了深入系統(tǒng)研究，并在國際上產(chǎn)生了重大影響。另一方面，建造高能量（對撞能量為1TeV或處于0Z能區(qū)）及高亮度（342110cms???）的正負電子對撞機如國際直線對撞機或Z工廠，是當前國際高能物理界熱門話題。由于正負電子對撞機與強子對撞機相比具有背景干凈的優(yōu)點，因此它將會是研究cB介子性質(zhì)的又一理

3、想平臺。本文的主要目的是研究0Z玻色子衰變到cB介子過程，并詳細討論所得的總衰變寬度及微分寬度的不確定性。這些研究成果將會為理論家及實驗家在正負電子對撞機上研究cB介子的性質(zhì)提供重要支撐。近年來國際上發(fā)展了一套行之有效的理論非相對論量子色動力學（NRQCD）來處理重夸克偶素體系。NRQCD的基本思想是將重夸克偶素的產(chǎn)生截面和湮滅寬度通過因子化表示成一些短程系數(shù)和長程矩陣元的乘積，其中短程系數(shù)可以用微擾QCD理論計算，而普適的長程矩陣元則

4、可通過非微擾的方法得到，如勢模型，QCD求和規(guī)則，格點QCD等，或是直接由實驗確定。應用NRQCD因子化公式計算各種重夸克偶素的產(chǎn)生和湮滅對于實驗探測這些強子以及檢驗NRQCD因子化公式的正確性具有重要的意義。本文將利用NRQCD因子化的公式詳細研究0Z衰變產(chǎn)生cB介子的過程：0()cZBbc???過程，其中cB為??cb夸克偶素的基態(tài)(10|()[]cbS?)和cB為第一激發(fā)態(tài)(31|()[]cbS?)。該過程所涉及到的短程部分直接采

5、用微擾QCD計算，而長程矩陣元部分采用勢模型得到其波函數(shù)。在微擾計算散射振幅的過程中，為得到簡捷的解析的結(jié)果，我們采用了改進后的振幅直接求跡方法。這些解析表達結(jié)果將會為今后在正負電子對撞機環(huán)境下模擬cB介子的產(chǎn)生打下堅實的基礎(chǔ)。我們的數(shù)值計算結(jié)果表明，所有cB及cB的總產(chǎn)生寬度為0265.9103.4197.8KeVcZB?????。如果在正負電子對撞機上0Z的事例數(shù)足夠多，cB介子將具有可觀測效應，ILC以及Z工廠將有望實現(xiàn)這一要求。