B_c介子两体强子衰变过程的唯象研究

发布时间：2020-09-07 13:22

　　过去三十年来,在理论和实验研究方面,B介子物理研究取得了巨大的成功,但仍有许多问题有待解决。以对双重味Bc介子强子衰变过程的研究为例,相关的实验数据很少,理论框架也处于构建的过程之中。在本文的综述部分,作者首先对非相对论性量子色动力学(NRQCD)有效理论做了介绍,然后简单介绍SU(3)味对称性和强子夸克模型。本文主要的研究工作包含两部分内容:(1)在NRQCD有效理论框架下,在领头阶水平计算Bc介子衰变到S波和P波粲夸克偶素的形状因子:(2)基于SU(3)味道对称性研究Bc介子的两体强子衰变过程中的一些普遍性联系。NRQCD是研究重夸克偶素产生与衰变的重要理论框架。因为重夸克偶素中夸克间相对速度比较小,衰变宽度可以展开为NRQCD长程矩阵元与其相应的短程系数的乘积之和。Bc介子由两种不同味道的重夸克组成(b夸克和c夸克,或者c夸克和b夸克),这在理论方面和实验方面都引起了人们很大的关注。通过对这些特性的精确分析,可以获得更多的强子化机制信息,并对NRQCD有效理论作进一步验证。对Bc到S波粲偶素的形状因子,我们主要研究两部分内容:一是Bc→ηc跃迁过程中矢量流形状因子f+LO(q2)和f0LO(q2),另一个是Bc→J/Ψ跃迁过程中矢量流形状因子VLO(q2)和轴矢流形状因子A0,1,2LO(q2)。Bc到P波粲偶素的形状因子研究包含:(1)对于自旋单态hc(1P1),包括矢量流形状因子Aihc(q2)(i=1,2,3)以及轴矢流形状因子Vhc(q2);(2)对于标量Xco(3P0),包括轴矢流形状因子f0Xc0(q2)和f+Xc0(q2);对于轴矢量介子Xcl(3p1),包括矢量流形状因子AiXci(q2)(i = 1,2,3)和轴矢流形状因子VXcl况(q2);(4)对于张量介子Xc2(3p2),包括轴矢流形状因子AiXc2(q2)(i = 1,2,3)和矢量流形状因子VXc2(q2)。在第五章,基于SU(3)味对称性,作者对Bc介子的两体强子衰变过程的一些普遍性质做了研究。由于Bc介子的b和c夸克均可以衰变,所以Bc介子的两体强子衰变道非常多。尽管目前实验上已经观测到的此类衰变过程还比较少,但随着大量数据的积累,未来的LHCb实验有能力对其中的某些观测道给出一个较为精确的观测结果。我们根据SU(3)味对称性分析Bc介子弱衰变为两个强子态的振幅之间的联系。在Bc衰变到介子对过程中,我们将系统研究Bc分别到D+ P(V),Bq和P(V)+P(V 的衰变振幅及其关系(其中P和V表示轻的赝标和矢量介子)。对于Bc到两个重子的衰变过程,我们分别研究Bc→T8 + T8和Bc→T10+T10的衰变振幅(其中T8和T10是轻的重子SU(3)味道“八重态”和“十重态”),并研究其振幅的联系。根据SU(3)味对称性,并不考虑动力学机制,对于振幅中的弱作用哈密顿量相关的参数a3,ab,a8,a15并不能直接得到,只能通过对有实验数据的部分衰变道的拟合来确定。本文给出了参数依赖的衰变振幅,并得到了部分衰变道的衰变分宽度的比值R。未来LHCb等实验如果能够对Bc介子两体强子衰变做一些精确的测量,将有利于SU(3)味对称性振幅中参数的提取,最终对SU(3)味道对称性及CP破坏的研究有重要的意义。
【学位单位】：南京师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：O572.33

【参考文献】