雙重味Bc介子兩體無粲強子衰變研究.pdf

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

2、衰變過程為研究湮滅貢獻提供了極佳的場所,為充分理解輕Bq介子衰變中湮滅貢獻大小,乃至湮滅衰變機制提供重要線索。因此,對Bc介子強子衰變過程的研究有重要的科學(xué)意義。
　　 眾所周知,強子矩陣元的有效計算一直是研究此類過程的難點。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驗測量較為吻合的理論預(yù)言。對湮滅圖貢獻的計算,pQCD因子化

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

4、QCD因子化方法近期進展(如:對Glauber膠子貢獻的處理等)做了相應(yīng)介紹。此外,作者對強子波函數(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Bc→PP,PV,VV、Bc→SP,SV和Bc→AP,AV,AA過程的CP平均分支比、極化分?jǐn)?shù)和相對相位等物理量在標(biāo)準(zhǔn)模型理論框架下做了系統(tǒng)的理論計算和細致的唯象分析,得到如下主要結(jié)論:
　　 (1)所有這些過程分支比的pQCD理論預(yù)言

5、在10-9～10-5范圍內(nèi)變動,Br(Bc→(K)*0K(*)+)等結(jié)果與基于SU(3)味對稱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在LHC實驗上得到探測,為驗證用于計算此類衰變過程的pQCD因子化方法的可靠性提供了契機;
　　 (2)對衰變分支比在10-7及以下的衰變道,LHC實驗將難于給出具有較高精確度的測量結(jié)果；倘若有所發(fā)現(xiàn),將為研究強子衰變過程中非微擾QCD動力學(xué)或末態(tài)相互作用,甚至發(fā)現(xiàn)超出

6、標(biāo)準(zhǔn)模型的新物理信號提供平臺；
　　 (3)如作者所預(yù)期,在所有衰變道中,ΔS=0過程(Vud～1)分支比基本上比ΔS=1過程(Vus～0.22)大得多；所有衰變道均來自樹圖拓撲貢獻,這些Bc介子兩體無粲強子衰變過程因缺乏弱相位而導(dǎo)致CP破缺不對稱性在標(biāo)準(zhǔn)模型下自然消失;
　　 (4)在所有存在極化態(tài)的過程中,絕大部分衰變道由縱向極化貢獻支配,期待LHC和SuperB實驗加以驗證,以幫助人們更加深入地理解此類過程中的he

7、licity結(jié)構(gòu)；
　　 (5)足夠多的Bc介子衰變事例將會為研究其衰變末態(tài)強子動力學(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介子的同類衰變道的分支比有近100(～|Vcb／Vub|2)倍的增強。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大小,乃至湮滅衰變機制奠定基礎(chǔ)。
　　 在第六章,作者對全