發(fā)布時間：2017-12-18 09:05

  本文關(guān)鍵詞：B介子稀有衰變與新物理效應(yīng)的唯象研究

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【摘要】：粒子物理的標(biāo)準(zhǔn)模型是描述基本粒子及其相互作用的規(guī)范理論。在過去的幾十年里,它經(jīng)受住了大量實(shí)驗(yàn)的精確檢驗(yàn)。然而,標(biāo)準(zhǔn)模型并非完美無缺,它至今仍存在一些問題還沒有得到合理的解決。對新物理的尋找是當(dāng)前高能粒子物理最重要的任務(wù)之一。而重味物理,尤其是B物理在檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)模型,尋找新物理信號中起到重要的作用。本文主要對當(dāng)前廣泛討論的一些B介子的衰變過程進(jìn)行了詳細(xì)的唯象研究。首先,我們簡要介紹標(biāo)準(zhǔn)模型,及處理B介子衰變過程中使用的理論工具,包括算符乘積展開,重整化群等基礎(chǔ)知識,并給出了描述B介子衰變的低能有效哈密頓。其次,我們介紹了幾種計(jì)算強(qiáng)子矩陣元的方法,重點(diǎn)討論了QCD因子化方案及其在B介子兩體半單舉衰變中的應(yīng)用。最后我們給出論文的主體,包括兩個部分：第一部分,我們在標(biāo)準(zhǔn)模型的框架下,討論了B介子半單舉過程B→η(')Xs的分支比和Xs的反沖質(zhì)量譜。同時考慮b→η(')s和b→η(')sg兩種機(jī)制對這一過程的影響。在兩體機(jī)制b→η(')s中,我們分別在簡單因子化和QCD因子化方案下,計(jì)算了這一過程的分支比。通過引入ACCMM模型,我們給出了由兩體機(jī)制導(dǎo)致的Xs的反沖質(zhì)量譜。在三體機(jī)制b→η(')sg中,我們考慮了由標(biāo)準(zhǔn)硬散射方法得到的η(')g*g耦合的貢獻(xiàn),還考慮了在殼膠子從外線夸克,出射介子或者從內(nèi)線費(fèi)米子圈輻射出來以及從強(qiáng)企鵝圖的虛膠子劈裂出來的費(fèi)曼圖的貢獻(xiàn)。在同時考慮兩種機(jī)制后,我們計(jì)算得到的B→ηXs的分支比和Xs的反沖質(zhì)量譜與實(shí)驗(yàn)相符合。而B→η'Xs的分支比仍與實(shí)驗(yàn)值有較大差距。除了在標(biāo)準(zhǔn)模型的框架下對B介子衰變的可觀測量進(jìn)行理論預(yù)言。我們還可以用一些實(shí)驗(yàn)上測量的比較精確且對新物理敏感的衰變過程,來限制某些超出標(biāo)準(zhǔn)模型的新物理的參數(shù)空間,從而對實(shí)驗(yàn)上尋找新物理信號提供補(bǔ)充信息。這是本文第二部分工作的出發(fā)點(diǎn)。第二部分,我們利用B→K*μ+μ-和Bs→μ+μ-衰變最新的實(shí)驗(yàn)結(jié)果來對頂夸克tcZ反常耦合的參數(shù)空間給出限制。對于頂夸克的味改變中性流過程t→qZ,標(biāo)準(zhǔn)模型預(yù)言其分支比在10-10量級,遠(yuǎn)低于探測器可觀測的范圍。然而,這個過程在很多新物理模型中被顯著增強(qiáng),因此任何關(guān)于這一衰變存在的實(shí)驗(yàn)信號都可以被認(rèn)為是新物理存在的間接證據(jù)。當(dāng)然,除了在高能對撞機(jī)上直接尋找t→qZ衰變過程,我們還可以研究tqZ反常耦合效應(yīng)對包括頂夸克圈圖的低能味物理的影響。在這部分工作中,我們系統(tǒng)的研究了tcZ反常耦合效應(yīng)對B→K*μ+μ-和Bs→μ+μ-衰變的影響。在考慮了這兩個衰變道最新的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的限制后,我們發(fā)現(xiàn),在反常耦合參數(shù)是復(fù)數(shù)時,我們得到B(t→cZ)的上限和當(dāng)前CMS直接測量的結(jié)果在同一個量級上,而在反常耦合參數(shù)是實(shí)數(shù)時,我們得到的上限低于當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,但仍然在高亮度運(yùn)行的LHC的測量范圍。
【學(xué)位授予單位】：華中師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O572.33

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：1303568