QCD因子化框架-B0s介子两体非轻衰变中湮灭图贡献的唯象研究

摘要

B物理是当前粒子物理研究中的前沿和热点领域之一，在精确检验粒子物理标准模型、揭示CP破坏的起源、寻找新物理存在的迹象方而具有十分重要的作用。实验上，两所高亮度B介子上厂Belle和BABAR在过去几年间，发现并证实了B介子系统中的CP破坏，这两家B介子工厂对Bu和Bd介子衰变的精确实验测量使得对B介子物理的研究在过去几年取得了很大进展。同Bu和Bd介子一样，未来几年内，B介子的研究将会成为B物理研究的重点方向之一，目前Bs介子衰变的实验数据主要来源于美国费米国家实验室TevatronRunⅡ上的B物理实验组（CDF和D0），随着LHC(欧洲大型强子对撞机)的运行，LHC-b上能够产牛大量的Bs介子，这就为我们深入研究Bs介子提供充足的实验数据;理论上，由于Bs介子的衰变过程包含极其丰富的物理信息，不仅可以揭示短距离的强相互作用，高精度地探究CP破坏、稀有衰变以及一些昧改变中性流过程(FCNC)，还可以寻找超出标准模型的新物理存在的信号。因此，近些年来，对Bs介子物理的研究成为了一个非常热门的领域。
　　 本文用QCD因子化方法(QCDF)研究了(B)s→PP,PV,VV的一些衰变过程，计算中重新考虑了旁观者散射图和湮灭图对衰变振幅的贡献。针对于旁观者散射图和湮灭图贡献中存在的端点发散问题，我们采用了两种方案来处理:第一种方案是参数化方案，即对端点发散做一个保守的估计;第二种方案我们采用Cornwall提出的红外有限的动力学胶子传播子来控制旁观者散射图和湮灭图中的端点发散。通过计算讨论我们发现:在方案一下，利用现有的(Bs)→PP(VV)的实验数据，我们可以得到两（四）组ρA,φA参数解:在方案二下，当有效胶子质量mg≈0.5GeV时，大部分的理论预测值能够和实验一致。然而，不管是在方案一种还是在方案二中，Br((Bs)→φφ)的理论预测值总是比Br((Bs)→K*0(K)*0)大的多，很难达到LHCb和CDF实验组测得的结果Br((Bs)→φφ)≈Br((Bs)→K*0(K)*0).也许将来实验上更加完善的测量和理论的进一步研究会解决这一反常。

目录

摘要

第一章 绪论

第二章 粒子物理标准模型

2．1 标准模型回顾

2．2 标准模型的基本粒子

2．3 标准模型的拉氏量

2．4 标准模型的不足

第三章 基本理论和方法

3．1 基本理论介绍

3．1．1 重整化

3．1．2 重整化群

3．1．3 算符乘积展开

3．1．4 低能有效理论

3．1．5 低能有效哈密顿和威尔逊系数

3．2 强子矩阵元的计算

3．2．1 简单因子化方法(Naive Factorization或NF)

3．2．2 推广的因子化方法(Generalized Factorization或GFA)

3．2．3 微扰QCD方法(perturbative QCD或pQCD)

3．2．4 QCD因子化方法(QCD Factorization或QCDF)

3．3 QCD因子化在两体非轻衰变中的应用

3．3．1 介子的光锥分布振幅

3．3．2 形状因子FBM1→j

3．3．3 B介子两体非轻衰变振幅

第四章 在QCDF框架下，对—0Bs→PP，PV，VV过程的研究

4．1 研究动机

4．2 理论计算

4．3 —0Bs→PP，PV数值结果与讨论

4．3．1 参数化方案(Scheme Ⅰ)下的—0Bs→PP，PV数值结果

4．3．2 有效胶子传播子方案(Scheme Ⅱ)下的—0Bs→PP，PV数值结果

4．4 —0Bs→VV数值结果与讨论

4．4．1 参数化方案(Scheme Ⅰ)下的—0Bs→VV数值结果

4．4．2 有效胶子传播子方案(Scheme Ⅱ)下的—0Bs→VV数值结果

第五章 总结

附录

参考文献

致谢

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