粲介子衰變及CP破壞唯象研究.pdf

1、粲夸克物理的研究,特別是含粲介子CP破壞一直是三十多年來粒子物理研究中的一個(gè)熱點(diǎn)。我們目前知道Cabibbo-Kobayashi-Maskawa(CKM)矩陣是標(biāo)準(zhǔn)模型中CP破壞的唯一來源。過去B介子和K介子的CP破壞理論與實(shí)驗(yàn)取得了驚人的一致,驗(yàn)證了CKM矩陣的可靠性,同時(shí)D介子的CP破壞很小,幾乎為零,有待實(shí)驗(yàn)更進(jìn)一步檢驗(yàn)。而目前D和DS介子純輕衰變常數(shù)關(guān)于格點(diǎn)計(jì)算的結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不一致性也說明了c夸克部分并需要更多的理論研究。為

2、此,我們圍繞c夸克部分的課題展開了一系列的研究。
　　 第一部分,我們解釋了該物理選題的重要物理意義和論文結(jié)構(gòu)。
　　 第二部分,我們介紹了D0D0-混合的理論和目前的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)狀。運(yùn)用這些知識,討論了在J/Ψ→∧∧-衰變過程中利用∧∧-關(guān)聯(lián)對尋找∧-∧-振蕩的可能性,給出了BES-Ⅲ實(shí)驗(yàn)外場中測量∧-∧-振蕩的敏感度。利用BES-Ⅲ上一年的亮度可以得到在90％置信水平上∧-∧-振蕩質(zhì)量δm＜10-15 MeV的上限,相當(dāng)于

3、10-6s的振蕩時(shí)間。這是除中子振蕩外另一種探測△B=2過程的振幅的有效的嘗試。
　　 第三部分我們主要集中在構(gòu)造新的CP破壞可觀測量上,研究了D介子部分CP破壞。一種辦法是利用沒有量子關(guān)聯(lián)的單個(gè)D介子衰變,其中考慮了T破壞的triple-product(TP)關(guān)聯(lián)。另一種辦法是利用量子關(guān)聯(lián)的D0D0-聯(lián)合衰變。首先構(gòu)造了Ψ(3770)→DD→(V1V2)(V3V4)過程的CP破壞可觀測量。也考慮了Ψ(3770)→DD-→(V1

4、V2)(Kπ)的衰變過程,它提供了一種新的方法測量Cabbio允許和雙Cabibbo壓低過程的強(qiáng)相角差δ,δ是測量CKM矩陣角γ所需的物理量。在BES-Ⅲ上利用Ψ(3770)峰上收集的20 fb-1的數(shù)據(jù),忽略系統(tǒng)誤差,初步給出了這些測量的一個(gè)估計(jì)。在將來具有亮度1035 cm-2s-1的superτ-charm factory中這些測量將會(huì)進(jìn)一步明顯改善。
　　 第四部分主要介紹了∧c+→BP和∧c+→BV過程中的CP破壞研究

5、,這里B,P,V分別指帶自旋1/2的重子,贗標(biāo)介子和矢量介子。在這個(gè)過程中考慮到了T odd的CP破壞tripie-product(TP)關(guān)聯(lián),然后構(gòu)造了用螺旋度振幅表達(dá)的真正的CP破壞可觀測量。實(shí)驗(yàn)上做一個(gè)角分布分析可以抽取出相應(yīng)的螺旋度振幅進(jìn)而得到這些TP asymmetry.我們估計(jì)了標(biāo)準(zhǔn)模型中Ac衰變中CP破壞是可以忽略的,這使得它成為尋找新物理的一個(gè)非常有意義的場所。作為一個(gè)新物理的例子,我們在two-Higgs-double