發(fā)布時(shí)間：2020-04-12 23:46

【摘要】：自L.Lederman在費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)了束縛態(tài)γ(bb)粒子進(jìn)而證實(shí)了 b夸克的存在以來,開啟了對含有“b”夸克的介子或重子(簡稱B物理)深入研究的時(shí)代。實(shí)驗(yàn)上,LHCb、Belle、BaBar等實(shí)驗(yàn)組每年收集到大量的B介子衰變事例,使得我們通過實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜻M(jìn)一步得到B介子的基本性質(zhì)。其中,B介子衰變的深入研究不僅能夠驗(yàn)證CP破壞的起源,而且還能夠?yàn)槲覀兲峁┨剿髌渌プ冞^程中豐富的QCD動(dòng)力學(xué)機(jī)制。理論上,目前已經(jīng)建立發(fā)展起來了許多因子化方案用來計(jì)算B介子衰變過程中的強(qiáng)子矩陣元。其中,基于KT因子化建立起來的微擾QCD因子化方法是一種能夠處理因子化圖、非因子化圖以及湮滅圖等貢獻(xiàn),輸入?yún)?shù)僅是非微擾普適的介子波函數(shù)的一種因子化方法。本文主要在微擾QCD因子化方法的理論框架下計(jì)算了 B介子三體非輕衰變和兩體非輕衰變。B介子三體非輕衰變過程一般以中間矢量和標(biāo)量共振態(tài)為主,即通過含有共振態(tài)和贗標(biāo)量介子的類兩體衰變進(jìn)行。通常情況下,由于冪次壓低效應(yīng),B介子三體衰變中重的b夸克衰變內(nèi)核在領(lǐng)頭階包括兩個(gè)虛膠子,這使得衰變振幅直接計(jì)算比較困難。因此,我們在微擾QCD因子化框架下將衰變末態(tài)的兩個(gè)輕介子看成是輕介子對,同時(shí)引入非微擾的介子對分布振幅,并且介子對分布振幅中引入包含共振態(tài)和非共振態(tài)貢獻(xiàn)的類時(shí)標(biāo)量形狀因子,于是B介子三體衰變就簡化成一般形式下的類兩體衰變。在第一項(xiàng)工作中,我們對B0→ψ(3770)π+π-衰變做了詳細(xì)的理論研究。粲偶素ψ(3770)介子主要看成是2S-1D波的混合態(tài)。所以我們在計(jì)算中,分別對S波和D波的貢獻(xiàn)做了理論計(jì)算,并且考慮了f0(980)和f0(1500)兩個(gè)中間共振態(tài)。對于S-D波的混合角,我們選用在擬合輕子衰變寬度以及非相對論勢模型下計(jì)算得到的混合角度θ=-(12±2)°和θ=(27±2)°。最后結(jié)論部分,我們給出了 2S和1D波部分的衰變分支比,結(jié)果顯示f0(980)是Bs0→ψ(2S,1D)π+x-衰變的主要貢獻(xiàn)來源。對于總的S波貢獻(xiàn),Bs0→ψ(2S)π+π-的理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)符合較好;而對于Bx0→ψ(3770)π+π-衰變引入混合角θ=-12°之后,它的分支比比Bs0→ψ(1D)π+π-的增大了兩倍。這一衰變道將來實(shí)驗(yàn)上一旦觀測到,一方面可以幫助我們理解ψ(3770)的混合機(jī)制,另一方面也可以揭示三體衰變的內(nèi)部機(jī)制。第二項(xiàng)工作中,我們首次對B介子兩體稀有衰變Bs0→a0(980)a0(980)做了預(yù)測性的計(jì)算。眾所周知,稀有衰變是驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)模型以及QCD的豐富領(lǐng)域,因?yàn)槌跄⿷B(tài)介子的夸克組分不同,所以它只有湮滅圖的貢獻(xiàn)。在QCD因子化方法的框架下認(rèn)為存在端點(diǎn)發(fā)散的湮滅圖的貢獻(xiàn)一般是不可計(jì)算的。而微擾QCD因子化方法不同,認(rèn)為上面所說的端點(diǎn)發(fā)散可以被微擾QCD中的Sudakov因子所修正。在計(jì)算過程中,我們將標(biāo)量介子a0(980)看成正反夸克對,分別考慮了末態(tài)為帶電和中性標(biāo)量介子a0(980),計(jì)算了B0→a0(980)a0(980)衰變分支比和CP破壞,發(fā)現(xiàn)存在較大的分支比和CP破壞。這使得這個(gè)衰變道容易被實(shí)驗(yàn)探測到,而且這一結(jié)果將會(huì)幫助我們理解輕標(biāo)量介子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
【圖文】：

圖 3.1 介子形狀因子的軟膠子貢獻(xiàn)費(fèi)曼圖我們給出了 Sudakov 因子的效果圖。我們可以看指數(shù)衰減的趨勢，當(dāng) b 達(dá)到最大值并且接近于到最小值，基本上趨于 0，這時(shí) Sudakov 因子的，Sudakov 因子的取值接近 1，壓低效應(yīng)消失。因，也使得微擾計(jì)算更可靠。

圖 3.1 介子形狀因子的軟膠子貢獻(xiàn)費(fèi)曼圖如圖(3.2)，我們給出了 Sudakov 因子的效果圖。我們可以看到，，在 b 逐漸的時(shí)候，圖像呈指數(shù)衰減的趨勢，當(dāng) b 達(dá)到最大值并且接近于QCD1 的時(shí)Sudakov 因子取到最小值，基本上趨于 0，這時(shí) Sudakov 因子的壓低效應(yīng)很明當(dāng) b 很小的時(shí)候，Sudakov 因子的取值接近 1，壓低效應(yīng)消失。因此，小 b 區(qū)貢獻(xiàn)是主要貢獻(xiàn)，也使得微擾計(jì)算更可靠。bx
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：O572.33

【相似文獻(xiàn)】

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1 梁澤銳;微擾QCD因子化方法計(jì)算B介子非輕衰變[D];西南大學(xué);2019年

本文編號(hào)：2625322