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用微扰QCD方法研究B_c介子的两体非轻衰变

作　者: 张军
导　师: 余先桥
学　校: 西南大学
专　业: 理论物理
关键词: 微扰QCD k_T因子化 分支比 CP破坏 B和B_c介子
分类号: O572.243
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 18次
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内容摘要


自20世纪80年代以来,B介子物理的研究在理论和实验两个方面都取得了重要突破。随着两个B介子工厂（KEK的Belle和SLAC的Babar）实验的顺利进行,B介子物理已经成为粒子物理界中最重要、最热门的研究领域之一。B介子的稀有衰变为检验标准模型、寻找CP破坏和探寻可能存在的新物理提供一个很好的研究场所。特别是在2008年开始运行的欧洲核子中心的大型强子对撞机上,估计平均每年可能产生大约5×1010个Bc介子。因此研究Bc介子的稀有衰变在未来几年是很有必要的。本文从基本的低能有效理论开始,简单介绍了算符乘积展开的方法和与B介子衰变相关的四夸克算符。在对强子矩阵元的计算方法上,人们在用朴素因子化方案和推广因子化方案的基础上,进一步提出了QCD因子化方案和PQCD因子化方案。本文在比较了几种不同的因子化方法后,详细介绍了PQCD因子化方案的基本思想和要点,该方法主要是考虑了横向动量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。本文就是用PQCD方法计算Bc→DK的两体非轻衰变的分支比和CP破坏,其理论预测为:（1）当自由参数γ=60°时,（2）分支比为6.6×10-5,CP破坏接近为7%。B介子的两体非轻衰变过程是粒子物理学中一个很重要的研究课题,任何在理论上的突破都会引起广泛的关注。本文中所介绍的微扰QCD因子化方法在强子矩阵元精确计算方面向前迈出了很大的一步,我们期待将来的实验给出重要的检验。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章 引言  10-12
第二章 B介子衰变的一般理论  12-19
  2.1 低能有效哈密顿量  12-16
  2.2 强子矩阵元的计算  16-19
    2.2.1 朴素因子化方案  16-17
    2.2.2 推广的因子化方案  17
    2.2.3 BBNS(QCD)因子化方案  17-18
    2.2.4 PQCD因子化方案  18-19
第三章 PQCD方法简介及CP破坏  19-30
  3.1 PQCD方法简介  19-22
    3.1.1 因子化定理及方法  19-20
    3.1.2 k_T因子化定理  20
    3.1.3 k_T重求和:Sudakov因子  20-21
    3.1.4 阈值重求和  21-22
  3.2 CP破坏  22-30
    3.2.1 CP对称性破坏的长论基础  22-23
      3.2.1.1 P变换  22-23
      3.2.1.2 C变换  23
    3.2.2 标准模型对CP破坏的解释  23-25
    3.2.3 B介子的CP破坏  25-28
      3.2.3.1 中性B介子混合中的CP破坏  26
      3.2.3.2 B介子衰变中的CP破坏  26-27
      3.2.3.3 由混合与衰变的干涉引起的CP破坏  27-28
    3.2.4 CP破坏相角的提取  28-30
      3.2.4.1 β角的提取  28
      3.2.4.2 α角的提取  28-29
      3.2.4.3 γ角的提取  29-30
第四章 微扰QCD的应用:B_c→DK  30-43
  4.1 基本内容  30-32
    4.1.1 光锥坐标系  30-31
    4.1.2 介子波函数  31-32
  4.2 微扰计算  32-40
  4.3 输入参数和数值分析  40-43
    4.3.1 输入参数  40
    4.3.2 数值分析  40-43
第五章 总结与展望  43-45
附录A Wilson系数  45-50
  A.1 Wilson系数  45-46
  A.2 m_b以上能标的Wilson系数跑动方程  46-47
  A.3 m_b以下能标的Wilson系数跑动方程  47-50
参考文献  50-53
致谢  53-54
攻读硕士学位期间的研究成果  54

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中图分类: > 数理科学和化学 > 物理学 > 原子核物理学、高能物理学 > 高能物理学 > 粒子物理学 > 相互作用 > 强相互作用
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