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双粲偶素和P波粒子的遍举产生

作　者: 孙艳军
导　师: 完绍龙；黄涛
学　校: 中国科学技术大学
专　业: 理论物理
关键词: 粲偶素 P波标量介子和轴矢介子遍举过程 B介子的半轻衰变光锥求和规则
分类号: O572.243
类　型: 博士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

目前,人们对于粲偶素粒子、P波轻标量介子和轴矢量介子的结构仍然存在争议。因此,我们运用光锥求和规则方法研究粲偶素粒子、P波轻标量介子和轴矢量介子的遍举产生过程,以期深化人们对它们结构的认识。首先,为了解决Belle和BaBar实验组结果对非相对论QCD理论提出的挑战,我们利用光锥求和规则方法研究了正负电子湮灭产生两个粲偶素粒子J/ψ和η_c的遍举过程。在非相对论QCD理论中,粲偶素粒子η_c的动力学是非相对论性的,与此不同,我们认为在大动量传输过程中,粲偶素粒子η_c的动力学应该是相对论性的。我们用谐振子势近似下具有相对论性的BHL模型来描述η_c的波函数,考虑它随有效能标的QCD演化,最后得到了与实验一致的反应截面。我们的结果表明,在大动量传输的遍举过程中,η_c介子的动力学更多的体现了相对论性,因而其分布振幅采用具有相对论性的模型更符合现实。不仅如此,我们还推测,对于正负电子湮灭产生其它粲偶素对的遍举过程,仍然可以采用类似的相对论性的粲偶素粒子分布振幅,并预期会得到比较可靠的结果。其次,我们利用手征流关联函数的光锥求和规则方法系统研究了B介子半轻衰变到P波轻标量介子的遍举过程。目前,人们对与P波轻标量介子的结构仍然存在争议,我们采用夸克模型的观点,以两种可能的2夸克标量介子光锥分布振幅作为输入参量。在传统的光锥求和规则方法中,领头扭度分布振幅和高扭度分布振幅对结果都有贡献,并且高扭度分布振幅的贡献相当可观。但是,由于高扭度分布振幅的误差比较大,所以这会给结果带来较大的的不确定性。在本文中,我们采用了手征流关联函数,所有的高扭度分布振幅之间相互抵消,结果得到的形状因子只依赖于领头扭度分布振幅。我们还发现,这些形状因子之间存在着直接的关系,这与软共线有效理论的结论一致。利用得到的形状因子,我们进一步求出了上述半轻衰变过程在光锥求和规则方法的有效运动学区域里的微分衰变宽度,这可以在将来B工厂的实验上很好的检验,从而有助于人们对标量介子动力学的认识。最后,我们利用横向极化的手征流关联函数的光锥求和规则方法研究了B介子半轻衰变到P波轴矢介子的遍举过程。我们的动机和方法与研究B介子半轻衰变到P波轻标量介子时基本相同。不同之处在于,由于轴矢介子具有不同的极化分量,即使采用了手征流关联函数的方法,处理起来仍然比较复杂,并且高扭度分布振幅项不能完全消除。然而只考虑它们的横向极化分量时,我们发现所有的高扭度分布振幅再一次被完全消除,从而又一次得到了简单的形状因子之间关系式。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-14
第1章绪论  14-18
第2章求和规则基础  18-44
  2.1 思想起源  18-32
    2.1.1 物理真空  19-22
    2.1.2 算子乘积展开  22-27
    2.1.3 背景场方法  27-29
    2.1.4 色散关系  29-32
  2.2 求和规则技巧  32-41
    2.2.1 背景场中的算子乘积展开  33-35
    2.2.2 强子谱展开  35-37
    2.2.3 夸克强子对偶  37-38
    2.2.4 Borel 变换及求和规则  38-41
  2.3 参数确定  41-42
  2.4 应用总结  42-44
第3章光锥求和规则基础  44-66
  3.1 思想起源  44-59
    3.1.1 求和规则  45-47
    3.1.2 光锥量子场论  47-58
    3.1.3 光锥求和规则  58-59
  3.2 光锥求和规则技巧  59-64
    3.2.1 构造关联函数  59-61
    3.2.2 光锥展开  61-62
    3.2.3 色散积分，Borel变换及求和规则  62-64
  3.3 应用总结  64-66
第4章 e~+ + e~- →J/ψ+ η_c截面的光锥求和规则计算  66-78
  4.1 研究动机  66-67
  4.2 遍举过程e~+ + e~- →J/ψ+ ηc的计算技巧  67-72
    4.2.1 用光锥求和规则方法计算形状因子FV P  68-69
    4.2.2 η_c介子的领头扭度分布振幅  69-70
    4.2.3 η_c 介子分布振幅随能标μ的演化  70-72
  4.3 数值结果和讨论  72-75
  4.4 小结  75-78
第5章 B介子衰变到标量介子的形状因子  78-100
  5.1 研究动机  78-79
  5.2 B_(s) →S半轻衰变形状因子  79-83
  5.3 标量介子的衰变常数及分布振幅  83-86
  5.4 数值结果及讨论  86-97
  5.5 小结  97-100
第6章 B介子衰变到轴矢量介子的形状因子  100-110
  6.1 B →A半轻衰变形状因子  100-106
    6.1.1 B →A1半轻衰变形状因子  100-105
    6.1.2 B →A2半轻衰变形状因子  105-106
  6.2 轴矢量介子分布振幅  106
  6.3 数值结果及讨论  106-107
  6.4 小结  107-110
第7章结论与展望  110-114
参考文献  114-122
附录 B介子衰变到赝标介子的弱形状因子  122-124
  A.1 B →P1半轻衰变的形状因子  122-123
  A.2 B →P2半轻衰变的形状因子  123-124
附录 B介子衰变到矢量介子的弱形状因子  124-128
  B.1 B →V 1半轻衰变的形状因子  124-126
  B.2 B →V 2半轻衰变的形状因子  126-128
致谢  128-130
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果  130-131

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