本文關(guān)鍵詞：基于非相對論性量子色動力學(xué)理論探討雙重味強子產(chǎn)生機制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：重夸克偶素及其它重味粒子由于其特殊的動力學(xué)結(jié)構(gòu)和運動學(xué)性質(zhì),對于標準模型強相互作用理論的發(fā)展和研究具有重要意義。作為非相對論性量子色動力學(xué)(NRQCD)及微擾量子色動力學(xué)(p QCD)理論的重要應(yīng)用,本文詳細研究了重夸克偶素和雙重味重子在幾種高能對撞機上的產(chǎn)生性質(zhì)。如,我們研究了粲夸克偶素在超級Z工廠實驗條件下精確到次領(lǐng)頭階(Next-to-Leading Order,NLO)的遍舉產(chǎn)生情況;重夸克偶素在國際直線對撞機(ILC)實驗條件下的領(lǐng)頭階(Leading Order,LO)的光產(chǎn)生(photoproduction)情況;以及雙重味重子在ILC和歐洲大型強子對撞機(LHC)固定靶實驗上的產(chǎn)生情況。在第2章中,我們詳細研究并比較了粲偶素在B工廠和超級Z工廠上的遍舉產(chǎn)生過程,*01 2e eg/Z H H+-#174;#174;+和*01e eg/Z Hg+-#174;#174;+,其中H表示色單的S波態(tài)或P波態(tài)粲夸克偶素。我們給出了該過程的總截面以及產(chǎn)生截面隨正負電子質(zhì)心對撞能量S的跑動情況,并詳細討論了各種輸入?yún)?shù)導(dǎo)致的理論不確定性。在B工廠上,粲夸克偶素通過中間虛光子的產(chǎn)生過程占主導(dǎo)地位;而在超級Z工廠上,由于0Z玻色子質(zhì)量的共振峰效應(yīng),通過中間0Z玻色子產(chǎn)生過程可產(chǎn)生相當(dāng)可觀的粲夸克偶素事例數(shù),虛光子產(chǎn)生道的截面則由于對撞能量的升高被大大壓低。我們進一步對粲夸克偶素在B工廠及超級Z工廠上的產(chǎn)生過程*01e egZ Hg+-#174;#174;+進行QCD單圈修正。理論分析表明次領(lǐng)頭階對粲夸克偶素微分截面的分布沒有影響,但會極大地影響總截面,因此,考慮次領(lǐng)頭階的貢獻非常重要。在第3章中,我們深入研究了重夸克偶素,通過光子直接對撞,在未來高能e e+-對撞機ILC上的光產(chǎn)生情況。我們主要研究S波態(tài)重夸克偶素通過產(chǎn)生道gg#174;|[QQ￠](n)?+Q￠+Q1的單舉產(chǎn)生,其中Q和Q￠分別表示c或者b夸克,|[QQ￠](n)?1表示色單的S波態(tài)重夸克偶素,即10(|[]())chcc S?1、31Jy(|[cc](S)?)1、10(|[]())cB cb S?1、*31(|[]())cB cb S?1、10(|[]())bhbb S?1及31?(|[bb](S)?)1。為提高計算效率,我們采用改進的螺旋度振幅方法處理子過程散射振幅。本文全面給出上述重夸克偶素的光產(chǎn)生總截面、微分截面及理論不確定性,預(yù)言了在亮度為3 6 2 11 0 c m s--和對撞能量S=500 Ge V的情況下,重夸克偶素每年可產(chǎn)生的事例數(shù):1.0 60.7(2.8)10ch+-′、1.9 61.3(5.4)10 Jy+-′、2.2 41.8(8.3)10cB+-′、1.1 5*0.9(4.3)10cB+-′、1.7 31.4(9.0)10bh+-′和4(1.6±0.3)′10?。雙重味重子由兩個重夸克和一個輕夸克(u、d或s)構(gòu)成,由于較特殊的構(gòu)成方式,在一般的實驗平臺上很難觀測到相應(yīng)事例。本文探討了ccX在擬議中的固定靶實驗After@LHC上通過ccpp#174;X+X的強產(chǎn)生情況。為此,我們考慮了3個主要的子過程ccg+g#174;X+c+c、ccg+c#174;X+c和ccc+c#174;X+g的貢獻。此外,我們還從理論上全面分析了在高能e e+-對撞機ILC上,雙重味重子通過光子直接對撞子過程QQggQ Q￠#174;X+￠+的光產(chǎn)生情況,其中Q和Q￠分別表示c或者b夸克。根據(jù)NRQCD理論,4種色-自旋結(jié)構(gòu)的雙夸克態(tài)(diquark)對重子的產(chǎn)生都有可觀的貢獻,即31[S]3、10[S]6、31[S]6及10[S]3。我們給出了重子光產(chǎn)生的總截面、微分截面并且進行了詳細的理論不確定性分析。我們的計算結(jié)果表明,除了SELEX及LHC外,After@LHC和ILC也將會是研究雙重味重子性質(zhì)以及驗證NRQCD理論的理想平臺。
【關(guān)鍵詞】：微擾量子色動力學(xué)(Perturbative Quantum Chromodynamics pQCD) 非相對論量子色動力學(xué)(Nonrelativistic Quantum Chromodynamics NRQCD) 重夸克偶素 雙重味重子 螺旋度振幅
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O572.243;O572.33
【目錄】：

• 摘要3-5
• 英文摘要5-9
• 1 緒論9-13
• 2 粲偶素在正負電子湮滅過程通過Z0 共振峰的遍舉產(chǎn)生13-49
• 2.1 研究背景13-14
• 2.2 樹圖階計算14-32
• 2.2.1 改進的振幅直接求跡方法15-20
• 2.2.2 數(shù)值結(jié)果及分析討論20-32
• 2.3 QCD單圈修正的計算32-47
• 2.3.1 發(fā)散的消除33-39
• 2.3.2 數(shù)值結(jié)果及分析39-47
• 2.4 小結(jié)47-49
• 3 重夸克偶素在ILC上的光產(chǎn)生49-65
• 3.1 研究背景49-50
• 3.2 改進的螺旋度振幅方法50-57
• 3.3 結(jié)果及分析57-64
• 3.4 小結(jié)64-65
• 4 雙重味重子的產(chǎn)生65-87
• 4.1 研究背景65-66
• 4.2 雙重味重子在ILC上的光產(chǎn)生66-78
• 4.2.1 計算框架67-70
• 4.2.2 結(jié)果及分析70-78
• 4.3 雙重味重子在AFTER@LHC上的強產(chǎn)生78-85
• 4.4 小結(jié)85-87
• 5 總結(jié)和展望87-89
• 致謝89-91
• 參考文獻91-101
• 附錄101-113
• A. LORENTZ結(jié)構(gòu)及相應(yīng)系數(shù)101-109
• B. MI標量積分解析表達式109-110
• C. 螺旋度振幅方法的基本結(jié)構(gòu)及定義110-111
• D. 博士期間發(fā)表或待發(fā)表論文111-112
• E. 博士期間主持或參與的科研項目112-113
• F. 博士期間參加的學(xué)術(shù)交流活動113

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