【摘要】：粒子物理的標(biāo)準(zhǔn)模型(Standard Model,SM)已經(jīng)被證明是描述強(qiáng)相互作用、電磁相互作用以及弱相互作用的最好理論,它的預(yù)言幾乎能經(jīng)受住所有實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn),尤其是Higgs玻色子的發(fā)現(xiàn)。然而,標(biāo)準(zhǔn)模型并不完美,雖然能給電弱對(duì)稱性破缺以合理的解釋——Higgs機(jī)制,但是負(fù)責(zé)電弱對(duì)稱性破缺的標(biāo)量二重態(tài)是否只有一個(gè)尚未明確。另外,實(shí)驗(yàn)上也存在一些與標(biāo)準(zhǔn)模型預(yù)言有偏離的觀測(cè)量,如R(D(*)),RK等,這些問(wèn)題的存在,為新物理(New Physics,NP)留下了一定的空間。對(duì)新物理的探索,一方面可以從高能量的實(shí)驗(yàn)直接尋找新物理信號(hào),如歐洲的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(Large Hadron Collider,LHC);另一方面可以通過(guò)高亮度的精確味物理研究間接探測(cè)新物理,尤其對(duì)b味物理的研究,是非常有效的手段,因?yàn)榈湍芰繀^(qū)域,雖然不能直接產(chǎn)生新粒子,新物理卻可以通過(guò)圈圖對(duì)低能味物理過(guò)程產(chǎn)生修正,可以探測(cè)到很高能量標(biāo)度下的新物理跡象。本文主要研究?jī)煞N新物理模型在B介子衰變,中性B介子混合以及∧b重子衰變中的唯象效應(yīng),其中一種新物理是雙Higgs二重態(tài)模型(Two Higgs Doublet Model,2HDM),具體是指最小味破壞(Minimal Flavor Violation,MFV)假設(shè)下的色八重態(tài)2HDM;另一種是Leptoquark(LQ)模型,具體包括標(biāo)量和矢量?jī)煞N情形。首先,我們分別在第一和第二章中介紹了 B物理研究的意義及進(jìn)展,及其理論基礎(chǔ);然后,在第三章中介紹了色八重態(tài)2HDM,我們系統(tǒng)計(jì)算了Bs,d0-Bs,d0混合中的觀測(cè)量△Ms,d,并且與通常計(jì)算不同的是,我們考慮了外線b夸克的質(zhì)量和動(dòng)量;我們還詳細(xì)計(jì)算了純輕衰變Bs,d→μ+μ-過(guò)程中的平均時(shí)間積分分支比B(Bs,d→μ++μ-),綜合考慮Z → bb,輻射衰變B→Xsγ以及B→K*(ρ)γ過(guò)程,我們對(duì)該2HDM的參數(shù)進(jìn)行聯(lián)合限制。我們發(fā)現(xiàn),這些過(guò)程對(duì)Yukawa耦合系數(shù)ηu的限制很強(qiáng),而對(duì)另一個(gè)Yukawa耦合ηd則基本無(wú)限制,對(duì)Higgs勢(shì)中的參數(shù)λ1也無(wú)任何限制;另外,B介子的遍舉和單舉輻射衰變過(guò)程與其他所考慮過(guò)程對(duì)NP參數(shù)的依賴關(guān)系不同,可以提供補(bǔ)充信息。標(biāo)量和矢量LQ模型都可以解釋遍舉半輕衰變B→D(*)τντ 過(guò)程中物理量R(D(*))的反常,在第四、五兩章我們分別討論了這兩種LQ模型在B介子和Ab重子弱衰變中的唯象效應(yīng)。第四章中,我們首先通過(guò)對(duì)Bc介子的純輕衰變Bc-→τ-ντ排除掉標(biāo)量LQ模型中的兩組解,進(jìn)而考察剩余的兩組解對(duì)輻射衰變Bc→ τντγ、遍舉半輕衰變B→D(*)τντ以及單舉半輕衰變B→Xcτντ過(guò)程中觀測(cè)量的影響。我們發(fā)現(xiàn)標(biāo)量LQ模型剩余兩組解幾乎對(duì)所有觀測(cè)量,除D*介子和τ輕子的縱向極化和輕子的前后不對(duì)稱以外,相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)模型的預(yù)言都有一定的增強(qiáng),而這兩組解之間是很難進(jìn)行唯象區(qū)分的。第五章中,我們考察這兩種LQ模型對(duì)同是由b→ Cτντ夸克層次躍遷過(guò)程誘導(dǎo)的Ab重子衰變∧b→∧cτντ過(guò)程的影響,我們發(fā)現(xiàn)這兩種LQ模型對(duì)該過(guò)程幾乎所有觀測(cè)量,除∧c重子和τ輕子的縱向極化以外,相對(duì)SM的預(yù)言都有幾乎相同的增強(qiáng),因此這兩種LQ模型無(wú)法區(qū)分開(kāi)來(lái),另外每種LQ模型的兩組解之間也無(wú)法通過(guò)該半輕衰變過(guò)程進(jìn)行區(qū)分。理論上,隨著格點(diǎn)(Lattice)QCD的發(fā)展,與低能區(qū)強(qiáng)相互作用相關(guān)的非微擾參數(shù)可以更加精確地計(jì)算,很多B物理過(guò)程將會(huì)得到更可靠的預(yù)言。實(shí)驗(yàn)上,正在運(yùn)行的LHC,以及將來(lái)的超級(jí)B工廠SuperKEKB,積分亮度都會(huì)有很大的提高,可以提供更多B介子的產(chǎn)生和衰變事例數(shù),為B物理的研究提供了良好的發(fā)展前景。
[Abstract]:The standard model of particle physics (Standard Model, SM) has been proved to be the best theory to describe the strong interaction, the electromagnetic interaction and the weak interaction. Its prediction can almost withstand the test of all the experiments, especially the discovery of the Higgs boson. However, the standard model is not perfect, although it can break the weak symmetry of electricity. Rational explanation - Higgs mechanism, but only one of the scalar duality states responsible for the weak symmetry of electricity is not yet clear. In addition, there are some experimental observations that deviate from the prediction of the standard model, such as R (D (*)), RK and so on. These problems have left a certain space for the new physics (New Physics, NP) and the exploration of new physics. On the one hand, we can find new physical signals directly from high energy experiments, such as the large Large Hadron Collider (LHC) in Europe; on the other hand, it can be used to detect new physics indirectly through high luminance and accurate physical research, especially for the study of B physics, because low energy regions, though not directly, are not direct. New physics can be used to modify the physical process of low energy taste through a circle graph, which can detect new physical signs under high energy scale. This paper mainly studies the phenomenological effect of two new physical models in B meson decay, neutral B meson mixing and a B baryon decay. One of the new physics is double Higgs duality mode Two Higgs Doublet Model (2HDM) refers to the color eight gravity 2HDM under the hypothesis of minimum flavor (Minimal Flavor Violation, MFV); the other is Leptoquark (LQ) model, including two cases of scalar and vector. First, we introduce the significance and progress of the physics research in the first and the second Zhang Zhong, and the theoretical basis; Then, in the third chapter, the color eight gravity 2HDM is introduced. We systematically calculate the observable measurements of Bs, d0-Bs, and d0, Delta Ms, D, and, unlike the usual calculations, we consider the mass and momentum of the exterior line B quarks, and we have also calculated the average time integral branch of the pure light decay Bs and D to Mu + in the process of B (Bs, D to + + +). Considering the Z to BB, the radiation decay B to Xs gamma and B to K* (rho) gamma processes, we have a joint restriction on the parameters of the 2HDM. We find that these processes have a strong restriction on the Yukawa coupling coefficient ETA u, while the other Yukawa coupling ETA D is basically unrestricted, and there is no restriction on the number of the parameters in the Higgs potential. In addition, the multiplication and single lifting of the BB mesons are not limited. The process of radiation decay is different from the dependence of other considered processes on NP parameters, which can provide additional information. The scalar and vector LQ models can all explain the anomaly of the physical quantities R (D (*)) of the semi light decay B to D (*) tau (*). In the fourth and 52 chapters, we discuss the weak decay of the two LQ models in B mesons and Ab barons. The phenomenological effect. In the fourth chapter, we first examine the two sets of solutions in the scalar LQ model by removing the pure light decay of the Bc meson Bc- - tau - V, and then investigate the influence of the remaining two groups of solutions on the radiation decay Bc, tau [v], the half light decay B to D (*) tau [*], and the single lift half light decay B to Xc tau tau. We find the scalar LQ The remaining two sets of solutions of the model are almost all measured. Except for the longitudinal polarization of the D* meson and Tau Lepton and the asymmetry between the leptons and the leptons, the predictions of the relative standard models have a certain enhancement, and the two groups of solutions are difficult to make a phenomenological distinction. In the fifth chapter, we examine these two LQ models to be the same as from the B to C tau Tau The effect of the decay of the Ab baryon decay in the process of the decay of the Ab baryon - B - A - C tau, we find that these two LQ models have almost all the observations of the process, except the longitudinal polarization of the C baryon and Tau Lepton, and the predictions of the relative SM are almost the same, so the two LQ models are separated from the two groups of each LQ model. In theory, with the development of the Lattice QCD, the non perturbative parameters related to the strong interaction of the low energy region can be more accurately calculated, and many B physical processes will be predicted more reliably. In the experiment, the LHC, and the future super B factory SuperKEKB, will be brighter. Degree will be greatly improved, which can provide more examples of the production and decay of B mesons, and provide a good prospect for the study of B physics.
【學(xué)位授予單位】：華中師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O572.2

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本文編號(hào)：2161145