P波底夸克偶素遍舉衰變到雙J-ψ.pdf

1、重夸克偶素物理是高能物理一個(gè)重要的前沿領(lǐng)域，歷史上對(duì)確立量子色動(dòng)力學(xué)(QCD)作為正確描述強(qiáng)相互作用的基本理論發(fā)揮了重要作用。我國(guó)高能物理研究所的北京譜儀，是世界上最重要的研究粲夸克偶素物理的平臺(tái)之一。本文嘗試用非相對(duì)論性的量子色動(dòng)力學(xué)因子化方法(Nonrelativistic QCD factorization或者NRQCD factorization)來(lái)系統(tǒng)探討P波底夸克偶素三重態(tài)(xbJ，J=0，1，2)遍舉衰變到兩個(gè)矢量粲夸克偶

2、素(J/ψ)的過(guò)程。
　　近十余年來(lái)，重夸克偶素物理領(lǐng)域的重要進(jìn)展是其單舉衰變過(guò)程(Inclusivedecay of heavy quarkonium)能夠在NRQCD的框架下被系統(tǒng)、嚴(yán)格地描述。但是相應(yīng)的關(guān)于利用該理論框架來(lái)研究夸克偶素遍舉衰變的工作并不多。本論文擬處的部分過(guò)程已被Braguta, Likhoded和Luchinsky用基于光錐（light-cone）微擾QCD的方法計(jì)算過(guò)。然而，對(duì)于這類初末態(tài)均牽涉到重夸克偶

3、素的過(guò)程用NRQCD因子化方法來(lái)處理可能會(huì)更自然些。
　　B-工廠的Belle和Babar實(shí)驗(yàn)組在質(zhì)心能為10.6 GeV處對(duì)雙粲夸克偶素的產(chǎn)生進(jìn)行了研究。他們發(fā)現(xiàn)e+e-→J/ψ+ηc的產(chǎn)生截面比理論上在非相對(duì)論極限下QCD領(lǐng)頭階的計(jì)算大了將近一個(gè)量級(jí)。而S波態(tài)的J/ψ加P波態(tài)的xb0產(chǎn)生過(guò)程中，理論和實(shí)驗(yàn)之間也存在較大差距。為了解決B-工廠中J/ψ產(chǎn)生過(guò)程中理論與實(shí)驗(yàn)之間存在的巨大差距，文獻(xiàn)等做了諸多嘗試。計(jì)算表明對(duì)于一些參量

4、的數(shù)值選擇比較敏感，這也說(shuō)明了理論計(jì)算的不確定性。但是經(jīng)過(guò)眾多理論嘗試后發(fā)現(xiàn)如果考慮微擾修正和輻射修正可以使理論和實(shí)驗(yàn)取得很好的一致。B-工廠中雙粲夸克偶素產(chǎn)生的研究對(duì)理解粲夸克偶素的硬遍舉過(guò)程、量子色動(dòng)力學(xué)的動(dòng)力學(xué)以及介子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有著很大的幫助。類似的，底夸克偶索衰變到雙粲夸克偶素的過(guò)程也可以用來(lái)研究硬遍舉過(guò)程和重夸克偶素的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。這些過(guò)程是非常類似于B-工廠的雙粲夸克偶素產(chǎn)生，因?yàn)榈卓淇伺妓氐馁|(zhì)量非常接近B-工廠的能量中心值。我

5、們的計(jì)算在非相對(duì)論量子色動(dòng)力學(xué)的框架下考慮相對(duì)論修正到v2階以及電磁碎裂的領(lǐng)頭階。因?yàn)闆](méi)有x bJ的總寬度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，我們用兩種方法對(duì)其總寬度做了理論計(jì)算，由這些給出分支比的數(shù)值結(jié)果。經(jīng)過(guò)計(jì)算我們得出的分支比如下Br(xb0→J/ψJ/ψ)=5×10-6，(0-1 a)Br(xb1→J/ψJ/ψ)=9×10-13，(0-1b)Br(xb2→J/ψJ/ψ)=9×10-5.(0-1c)同時(shí)我們也發(fā)現(xiàn)計(jì)算到v2階的相對(duì)論修正對(duì)xb0→J/ψ+J