ρ-ω混合效应对B→ωX型衰变过程CP破缺影响的理论研究

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B介子衰变过程是研究CP(Charge-Parity)破缺的理想场所。自二十世纪八十年代以来,随着B工厂的顺利运行,B介子物理的研究在理论和实验方面均取得了较大发展。尽管理论研究表明ρ-ω混合效应对形如B→ρX过程的CP破缺具有重要影响,然而截至目前实验上并没有找到ρ-ω混合效应对此类衰变过程的CP破缺造成影响的明确证据。鉴于此,本论文主要研究了ρ-ω混合效应对B→ωX型衰变过程CP破缺的影响。首先,我们简要概述了粒子物理中的标准模型和B物理等相关内容。其次,我们在第三章介绍了处理强子矩阵元的三种研究方法:朴素因子化方法(Naive Factorization)、QCD因子化方法(QCD Factorization)以及Flavor Diagram方法,并分析了各方法之间的联系和应用范畴。最后是本论文的主体部分,其中包含以下两项工作:第一项工作是研究ρ-ω混合效应对B±→ωK±衰变过程的CP破缺的影响,这属于首次将ρ-ω混合效应应用于ω衰变过程的研究。通过分析得到以下结论:(1)实验上测量的B±→ωK±衰变过程的CP破缺(ACPexp),事实上是3π系统的不变质量在ω共振态附近时B±→π+π-π0K±的一个局部CP破缺,它与B±→ωK±衰变过程在传统意义上定义的CP破缺(ACPcon)不同,两者之间的关系可以表示为:ACPexp=ACPcon+ΔACPρω,其中ΔACPρω表示ρ-ω混合对ACPexp的贡献。我们从B±→π+π-K±过程的实验数据中提取实验振幅计算出ΔACPρω≈0.01-0.02+0.01,把ΔACPρω与ACPexp=0.02±0.04进行比较发现ρ-ω混合对CP破缺的贡献不可忽略。(2)一般情况下,对于衰变过程B→ωX及其CP共轭过程B→ωX,当3π介子的不变质量在ω共振态附近时,B→π+π-π0X的局部CP破缺和B→ωX的CP破缺之间的差将会是:ΔACPρω(B→ωX)=(1-ACPcon,B→ωX2)*R[((Aρ/Aω)-(Aρ/Aρ)δρω],其中,AV和AV(V=ρ,ω)分别是B→VX和B→VX的衰变振幅,ACPcon,B→ωX是B→ωX衰变过程在传统定义上不包含ρ-ω混合效应影响的CP破缺。第二项工作是在衰变道B±→ωπ±中检验ρ-ω混合效应对CP破缺的影响。为此我们采用了两种不同的方式来获取衰变振幅。第一种方式,我们借用LHCb在衰变道B±→π+π-π±中进行振幅分析得出的衰变振幅。第二种方式是通过Flavor Diagram方法获取衰变振幅。两种方式计算的结果都表明,ρ-ω混合效应对B±→ωπ±衰变过程CP破缺的贡献可达10%,因此ρ-ω混合对CP破缺的影响不能被简单的忽略。以上两项工作表明,对形如B→ωX型的衰变过程我们应该仔细考虑ρ-ω混合效应对CP破缺的影响。这些为研究ρ—ω混合效应对CP破缺的影响提供了新的思路。
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