Bu,d→ππ,πK,KK衰变过程新物理效应的研究

摘要

标准模型是二十世纪六十年代发展起来的，描述弱、电、强三种相互作用的基本理论。几十年来，标准模型理论经历了各种检验，取得了巨大的成功，但标准模型仍然有不足之处，人们普遍相信标准模型是在费米能标附近的有效理论，在更高能标应该存在新物理。双Higgs模型就是一种可能的理论，它是对标准模型的一个最简单的扩充。同时由于介子两体非轻衰变涉及到三对夸克与反夸克束缚态，因此有人认为对B介子非轻衰变的研究应该从六夸克算符有效哈密顿出发而不是从四夸克算符有效哈密顿出发。 本文在标准模型和双Higgs模型框架下，从六夸克算符有效哈密顿出发，对B→ππ，πK，KK的十个衰变道的衰变分枝比和直接CP破坏进行了研究，给出了解析计算结果。通过对数值结果的比较分析发现: 新物理主要对Wilson系数函数C8g修正。 标准模型的结果与实验结果偏差较大，新物理总是增大标准模型的计算结果，且逐渐与实验值靠近。 对B0→ππ衰变道，其贡献主要来自树图和企鹅图两部分。其中B0→π+π-、B+→π+π0衰变过程为色允许树图，而B0→π0π0衰变过程为色压低树图，因此对B0→π+π-、B+→π+π0来讲新物理效应可以忽略，而对B0→π0π0来讲新物理效应不可忽略，达到40％。但Puzzle仍无法解释。 对B→ KK衰变，一类是b→d企鹅图为主的衰变道，例如B+→K+(K)0，B0→K0(K)0，新物理修正不可忽略，达50％，且可与实验值在误差范围内符合。另一类是纯湮灭过程，例如B→K+K-，分枝比很小，由于包含了QCD湮灭图的贡献，新物理修正不可忽略，达20％。 对B→πK的衰变道，分为两类，第-类是纯企鹅图过程，例如B+→π+K0，新物理修正不可忽略，可达50％。第二类是树图和企鹅图共同贡献，例如B+→π0K+，B0→π-K+，B0→π0K0，由于树图贡献被CKM因子压低，而企鹅图为b→ s过程，CKM因子放大，因此企鹅图贡献不可忽略，修正达到50％，即对B→πK衰变新物理修正不可忽略。 新物理效应对MH+有很强的依赖性，总体效果都是随着MH+的增大，修正逐渐减小，出现很明显的退耦效应。 可能由于我们参数选取的原因，2HDM对直接CP破坏效应影响很小。

目录

声明

摘要

第一章 前言

第二章 标准模型简介

2．1 标准模型概述

2．2 四夸克算符低能有效哈密顿与wilson系数

第三章 双Higgs模型

3．1 双Higgs模型简介

3．2 双Higgs模型对Wilson系数的修正

第四章 六夸克算符有效哈密顿及衰变振幅的解析计算

4．1 六夸克算符和六夸克算符有效哈密顿

4．2 强子矩阵元的计算

4．3 衰变振幅的解析计算

第五章 输入参数及数值分析

5．1 衰变分枝比和CP破坏

5．2 输入参数

5．3 计算结果以及讨论

5．3．1 衰变分支比对ωB的依赖关系

5．3．2 衰变分支比

5．3．3 直接CP破坏

第六章 总结与展望

附录A B介子无粲衰变的振幅

附录B 强子矩阵元

参考文献

致谢