QCD因子化框架下B介子非轻衰变中若干问题的研究

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本文采用QCD因子化方法对部分B介子两体非轻衰变及其中的幂次压低修正等若干问题开展了详细研究。首先,本文介绍了标准模型理论及B物理的相关知识,并详细介绍了QCD因子化方法在B介子两体非轻衰变中的应用。其次,我们首次将Bc→J/ψV和Bc*→ηcV过程中幂次压低的横向极化振幅计算到与纵向极化振幅相同的QCD次领头阶,并预言了衰变道的物理可观测量。接着,本文计算了与B介子分布振幅相关的幂次压低项对B→PP(P为赝标量介子)过程的贡献。最后,受到LHCb最近对Bs0→K0*(1430)±K(?)和Bs0→K0*(1430)0K0的国际首次测量的启发,本文研究了末态含有一个标量粒子的过程Bs0→K0*(1430)P(P=K,π),并首次给出了对衰变分支比和CP破坏的理论预言。本文的研究结果归结为以下几点:·对Bc→J/ψV和Bc*→ηcV衰变,我们首次给出了完整的横向振幅贡献。虽然分支比的主要贡献来自于纵向极化振幅,但是幂次压低的横向修正依然占了超过10%的比重,这表明横向极化振幅的贡献是不可忽略的。同时,我们预言了两个有用的比值RK*/ρ(λ=0)和RK*/ρ(λ=0),这两个比值不仅能够很好地控制理论不确定度,而且能够直接被实验测量到,因此非常适于检验理论与实验的一致性。·对B→PP的研究发现,ΦB2部分只对湮灭图中不可因子化的图有贡献,而与ΦB1相关的幂次压低项不仅对湮灭图中不可因子化的图有贡献,也对硬旁观者散射项有一个小的贡献。在纯湮灭过程Bd→K+K-和Bs→π+π-中,虽然ΦB2的贡献比较小,但是在恰当的湮灭图参数(ρ,φ)空间下,这部分的贡献对解释实验数据有着积极作用。尽管与ΦB1相关的幂次压低的贡献对分支比的影响更大,但是它对解释纯湮灭过程较大的分支比没有帮助。因此,为了更好地理解纯湮灭过程中分支比较大的问题,仍需要更多理论上的努力。·采用QCD因子化方法,通过对Bs0→K0*(1430)P(P=K,π)过程的计算,我们首次对这些衰变的物理可观测量给出理论预言。其中Bs0→K0*(1430)±K(?)和Bs0→K0*(1430)0K0衰变分支比在误差范围内与实验一致,而对Bs0→K0*(1430)±π(?)和Bs0→K0*(1430)0π0过程的预言有望在未来高亮度的探测器Belle-Ⅱ和LHCb Ⅱ上被测量到。
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