双重重子衰变为基态重子和重介子的研究

发布时间：2021-06-17 14:11

　　双重重子是由两个重夸克和一个轻夸克组成的重子。夸克模型和QCD理论都预言了双重重子的存在,然而,物理学家们在实验中却一直未能找到它们存在的迹象。直到2017年,位于欧洲核子中心（CERN）的大型强子对撞机（Large Hadron Collider）LHC上的合作组,才正式宣布发现第一个双粲重子Ξcc++。毫无疑问,这是一个意义重大的发现。在本文,我们系统地研究了双重重子Ξcc+、Ξcc++、Ωcc+、Ξbc+、Ξbc0和Ωbc0的二体非轻弱衰变,其中Ξcc+、Ξcc++和Ωcc+三个双粲重子都是由两个重夸克（c夸克）和一个u、d或s轻夸克组成;后三个双重重子Ξbc+、Ξbc0和Ωbc0也是由两个重夸克和一个u、d或s轻夸克组成的,不过这两个重夸克,一个是底夸克、另一个是粲夸克。众所周知,在粲夸克能标下,很多方法比如微扰QCD,都不能有效地计算出强子弱衰变的振幅。再比如因子化假设方法,也只能用于计算衰变中的部分贡献,然而,在这个能标下的衰变中长程贡献是非常重要的。本文唯象地研究了Ξcc++的衰变分支比以及Ξcc++、Ωcc+、Ξbc+、Ξbc0和Ωbc0的衰变宽度。在计算过程中,首先,... 

【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

超多重态图

内蒙古大学硕士学位论文5子。根据拓扑图的分类，我们解释了引言曾经提到的内容。尽管我在这里列出了衰变道中所有的分类，但是本文只计算属于“B”图贡献的所有衰变。图2.1:树图层次的两体非轻衰变拓扑图Fig2.1:Treeleveltopologicaldiagramsfortwobodynonleptonicdecays2.1.2夸克图凭借拓扑图的分类，我们可以绘制它在夸克层次上的子结构来更具体地展示双重重子末态交换机制。正如我们引言所介绍的，双重重子是由两个重夸克和一个轻夸克组成的强子。在树图层次上，重夸克c有四种衰变可能：cdus、cdud、csus和csud。当双重重子中的c夸克发生衰变时，其他两个夸克开始是作为旁观者不参与衰变的，它们会参与后续的末态重散射过程。在重散射时，作为旁观者中的重夸克与c夸克衰变产生的反夸克组合成为一个重介子，另一个旁观者夸克与弱顶点衰变出的两个夸克组合形成一个重子。这里有一点需要特别说明，在末态相互作用过程中，当粲夸克衰变产生的反夸克和其它五个夸克任意一个相同的时候，还会出现夸克对湮灭的情况。也就是说，当出现ss、uu和dd三种组合中的任意一对时，会通过湮灭增加衰变道的种类。夸克层次交换图上的每条线都有一个夸克与之对应，直线上的箭头代表每个夸克流动的方向。浅色椭圆图形表示强子，最左边标记的是作为母粒子的双重重子，中间态两个夸克生成的介子标在椭圆上方，中间态三个夸克生成的重子标在椭圆下方，最终生成的介子和重子的名称标记在最右边。末态相互作用交换的粒子并未在夸克图中标出。

内蒙古大学硕士学位论文6根据上述原则，我们可以画出双重重子ccB衰变的夸克层次上的示意图。图2.2展示了重夸克衰变的六种类型的夸克层次示意图，分别代表T图和C图的末态是介子交换、重子交换和湮灭三类。图2.2上第一排的三个图都是T图，不过经过仔细观察，你就会发现它们的末态交换有差别。第一类是介子交换，第一个T图，图2.2中(a)图的末态交换了两个夸克c和u，这两个夸克可以组合成介子0D或者*0D；第二类是重子交换，图2.2(b)中的末态交换了三个夸克sss，这三个夸克组合成重子，实际上在计算时我们删掉了图（b），因为本文只计算末态交换粒子自旋为1/2的衰变道，而自旋为3/2；第三类就是我们前面所说到的湮灭情况，图2.2(c)中粲夸克衰变出dd夸克对，它们可以湮灭形成ss夸克对，末态交换也是三夸克，ssd三夸克组合成重子。第二排的三个图都是C图，同T图的交换类型相对应，分别是介子交换、重子交换和湮灭。图2.2(d)的末态是c和s夸克交换，形成介子sD或*sD；图2.2(e)是重子交换，sus夸克交换形成重子0；图(f)中ss夸克对湮灭成ss，末态ssu三夸克交换形成重子0。图2.2：夸克层次衰变图Fig2.2:Decaydiagramsofquark-level

【参考文献】：
期刊论文
[1]Discovery potentials of doubly charmed baryons[J]. 于福升,蒋华玉,李润辉,吕才典,王伟,赵振兴.  Chinese Physics C. 2018(05)
[2]D→PV衰变及末态相互作用（英文）[J]. 李竞武,杨茂志,杜东生.  高能物理与核物理. 2003(08)



本文编号：3235348