遍举b→u(c)τvτ过程中的新物理效应

摘要

近几十年来，描述基本粒子相互作用和运动规律的粒子物理标准模型经受住了几乎所有高能物理实验的检验，被认为是非常成功的理论。它其中所包含的19个自由参数一旦被测定，所有基本粒子的性质和相互作用规律都能从理论上得到预测。然而，该理论并非是最终理论，因为它不包含四种基本相互作用中的引力相互作用。另外，它也不能正确地描述中微子质量、暗物质与暗能量、以及重子产生过程(baryogenesis)等。正因为有这些缺陷，这几十年来，人们同时也在不断地寻找超出标准模型的新物理。
　　对于电弱能标vEW(≈)246GeV以上的新物理的寻找，除了直接探测到新的基本粒子之外，我们也可以间接地在一些低能味物理过程中捕捉到它们退耦后的新物理效应。作为例子我们在引言部分列举了一些B介子半轻衰变过程中可能的新物理迹象:这主要体现在轻子味普适性的破坏上。本文主要探索味改变带电流过程b→u(c)(τ)v(τ)中可能的新物理效应，尤其是轻子味普适性的破缺效应。我们主要研究的遍举过程包括B→(τ)v(τ)、B→π(τ)v(τ)、B→D(τ)v(τ)、Bc→ηc(τ)v(τ)、B→ρ(τ)v(τ)、B→D*(τ)v(τ)和Bc→J/ψ(τ)v(τ)。我们首先在标准模型下计算了分支比之间的比值R(M)≡B（B→M(τ)v(τ)）/B（B→ Mlvl），其中M表示末态介子。这里，我们假设新物理只对末态轻子为τ的过程有明显影响，对l=e，μ的过程影响非常小而可以被忽略。因为Bc→(τ)v(τ)过程对赝标量算符的限制很严以及（赝）标量算符与张量算符在电弱重整化群演化时有耦合，因此本文主要讨论新物理对矢量算符和轴矢量算符的贡献，相应的大小分别用威尔逊系数CV=(CV1+V2)/2，CA=（CV2-CV1）/2表示。我们先用R(D)，R(D*)，R（J/ψ）和R（(τ)）的实验值来限制(CV1，CV2)的参数空间，再用所得到的参数空间来预言存在这些新物理时B→π(τ)v(τ)、Bc→ηc(τ)v(τ)和B→ρ(τ)v(τ)的微分分支比和相应的R(π)，R（ηc）和R(ρ)，我们发现新物理对这些物理观测量都有显著的影响。将来更精确的实验结果可以更好地帮助我们理解b→u(c)(τ)v(τ)中可能的新物理。

目录

声明

摘要

第一章 引言

1．1 一些可能的轻子昧普适性破缺迹象

1．2 本学位论文的工作

第二章 理论基础

2．1 标准模型的拉氏量

2．2 基本顶点

2．3 CKM矩阵

2．3．1 标准参数化

2．3．2 Wolfenstein参数化

2．4 低能有效理论

第三章 标准模型下b→u(c)τvτ过程的计算

3．1 振幅的计算

3．2 B→lvl赋

3．3 B→Plvl过程

3．4 B→Vlvl过程

3．5 本章小结

第四章 b→u(c)τvτ过程中的新物理效应

4．2 B→πτvτ，B→ρτvτ和Bc→ηcτvτ过程的新物理效应

4．3 本章小结

第五章 总结与展望

附录

参考文献

致谢