pQCD因子化与B介子两体非轻衰变过程

论文摘要

B介子衰变作为检验标准模型，探索新物理的重要场所，近年来越来越引起物理学家的兴趣。实验方面，KEK和SLAC的B介子工厂已经收集了大约1000M个B介子对的产生和衰变事例，能量更高的LHC强子对撞机实验也将在2007年投入运行，在LHC实验中，除了能产生大约1012个Bu,d事件，还能够提供大量的Bs、Bc介子对的产生和衰变事例。在理论方面近几年也有了很大的进展。在对强子矩阵元的计算上，人们在朴素因子化和推广因子化方法的基础上进一步发展，提出了QCD因子化方法、pQCD因子化方法和SCET方法。论文的综述部分（前两章），作者介绍了B介子物理和微扰QCD因子化方法。从基本的有效理论开始，介绍算符乘积展开、四夸克算符、比较了几种因子化方法。重点介绍了pQCD因子化方法的基本思想和计算方法，该方法考虑了横向动量KT的贡献，引入了Sudakov形状因子，修正了端点的行为，避免了红外发散的现象。论文的工作部分（第三、四章），作者应用pQCD因子化方法具体计算了B→η′η′和B→ω（φ）η′共7个衰变过程的衰变分支比和CP破坏。主要结果包含：（1）零动量转移时的形状因子F0B→η′≈0.27、A0B→ω≈0.35，其数值与其它方法所得结果一致；（2）应用pQCD因子化方法得到的7个中性B介子衰变道的衰变分支比：Br（B0→ηη）=(0.67-0.25+0.32)×10-7，Br（B0→ηη′）=（0.18±0.11）×10-7，Br（B0→η′η′）=(0.11-0.09+0.12)×10-7，Br（B0→ωη）=(2.7-1.0+1.1)×10-7，Br（B0→ωη′）=(0.75-0.33+0.37)×10-7，Br（B0→φη）=(6.3-1.93.3)×10-9，Br（B0→φη′）=(7.3-2.6+3.5×10-9，与目前的实验数据相符合；（3）作者还给出了B→η′η′和B→ωη′的直接、混合和总的CP破坏的结果，目前还没有实验数据，期待未来的实验给出检验；（4）根据数值计算和唯象分析，作者认为η′介子中的胶子组分可能并不象有些文献中预言的那么大。第五章，作者对全文进行了总结，并对未来B介子物理的实验探测和理论研究作了讨论和展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 第二章 B介子弱衰变
• 2.1 低能有效哈密顿量
• 2.1.1 基本思想
• 2.1.2 低能有效哈密顿量
• 2.2 强子矩阵元的计算方法
• 2.3 pQCD方法简介
• 2.3.1 因子化图象
• 2.3.2 Sudakov因子
• 2.3.3 阈值求和
• 2.3.4 小结
• 2.4 强子波函数
• 2.4.1 重赝标介子波函数
• 2.4.2 轻赝标介子波函数
• 2.4.3 矢量介子波函数
• 2.4.4 小结
• 2.5 本章小结
• ′η^′'>第三章 pQCD方法的应用Ⅰ:B→η^′η^′
• 3.1 η和η′混合
• 3.2 解析计算
• 3.2.1 微扰计算
• 3.2.2 振幅解析式
• 3.3 数值分析
• 3.3.1 参数的输入
• 3.3.2 老介子波函数下的分支比
• 3.3.3 新介子波函数下的分支比
• 3.3.4 CP破坏分析
• 3.3.5 η′可能胶子成分的效应
• 3.4 小结
• ′'>第四章 pQCD方法的应用Ⅱ:B→ω（φ）η^′
• 4.1 φ-ω混合和η-η′混合
• 4.2 解析计算
• 4.2.1 微扰计算
• 4.2.2 振幅解析式
• 4.3 数值分析
• 4.3.1 参数的输入
• 4.3.2 分支比的结果及分析
• 4.3.3 CP破坏结果及分析
• 4.4 小结
• 第五章 总结与展望
• 附录A 文章中的一些函数表达式
• 附录B Sudakov因子
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间完成的论文
• 致谢