B介子混合、稀有衰變與新物理修正研究.pdf

1、本文在標準模型(SM)和Top夸克雙Higgs模型(T2HDM)下，對B介子輻射衰變B→_x<,8>γ,B<'0>-B<'0>混合，半輕衰變B→X<,8>e+e<'->和B→K<'*>e+e<'->等稀有衰變過程進行了分析和研究，對Top夸克雙Higgs模型的參數(shù)空間進行了限制，計算并分析了新物理的貢獻，得到了一些有意義的結(jié)果。 第一、二章，對B物理理論研究的基本情況和實驗測量的歷史與現(xiàn)狀做了簡要的概括。系統(tǒng)地介紹了標準模型和B

2、介子非粲衰變、B<,0>-B<,0>混合的基本理論框架。給出了標準模型下B介子衰變的有效哈密頓量，Wilson系數(shù)的具體表達式，以及重整化群演化方程，并且給出了標準模型下B<,0>-B<,0>混合強度的相關理論公式。 第三章，對雙Higgs模型做了簡要的介紹。 第四章，在Top夸克雙Higgs模型下，計算由Higgs粒子導致的新的企鵝圖和箱圖對B介子稀有衰變過程B→X<,8>γ,B→X<,8>e+e<'->,B→K<'*

3、>e+e<'->和B<,0>-B<,0>混合過程的貢獻，抽出與新物理貢獻相對應的Wilson系數(shù)。把這些新函數(shù)與標準模型中的相應部分組合在一起，從而對新物理的參數(shù)空間做出限制或?qū)捎^測物理量給出理論預言。通過計算，研究發(fā)現(xiàn)： ●根據(jù)現(xiàn)有實驗數(shù)據(jù)和T2HDM下B→X<,8>γ的理論預言，質(zhì)量小于200 GeV的荷電Higgs玻色子被排除掉。當tanβ=30和δ=0°時，m日+的下限是m<,H+>≥300 GeV?，F(xiàn)有的實驗數(shù)據(jù)將T

4、2HDM中出現(xiàn)的新CP破壞相角δ限制在較小的范圍內(nèi)，例如當tanδ=30和m<,H+>=400 GeV時，δ<44°。 ●根據(jù)已經(jīng)測量得很好的物理量△M<,d>以及第一次觀測到的實驗值△M<,8>，當m<,H+>=400GeV，δ=[0°,60°]時，考慮強子參數(shù)的不確定性后。對tanβ的限制是tanβ≤30。當tanβ較小時，如tanβ≤20，荷電Higgs玻色子的質(zhì)量大約在300 GeV是被實驗數(shù)據(jù)所允許的。對m<,H+>

5、和tanβ的限制是相關聯(lián)的，在tanβ比較小(大)時，實驗所允許的荷電Higgs玻色子的質(zhì)量下限就比較低(高)。 ●包含荷電Higgs玻色子的貢獻后，在所考慮的參數(shù)空間內(nèi)，有效Wilson系數(shù)C<'eff><,i>(m<,b>)(i=7γ，9V ,10A)理論值的符號總是與標準模型預言值的符號相同，干涉項的符號則保持不變。中性Higgs玻色子對C<,Q<,i>>(i=1,2)的貢獻與末態(tài)的輕子有關，當e=e時，其貢獻可忽略；當

6、e=μ，τ時，其貢獻在大tanβ的情況下很大?！裨趖anβ和δ較大，而荷電Higgs玻色子的質(zhì)量較小時，新物理的貢獻將大大改變有效wilson系數(shù)C<'eff><,7<,γ>>和C<'eff><,9V>的標準模型理論預言值。但是這兩個有效Wilson系數(shù)對B→X<,8>e+e<'->的分支比的貢獻相互抵消，最后使得分支比的理論值相對于標準模型的預言值改變較小。 ●中性Higgs玻色子對衰變過程B→X<,8>e+e<'->分支比

7、的修正能夠增強其標準模型的預言，但增幅很?。憾呻奌iggs玻色子對該衰變過程分支比的影響相對較大。 ●遍舉衰變B→K<'(*)>e+e<'->(e=e,μ)分支比的實驗數(shù)據(jù)能夠?qū)2HDM的參數(shù)空間進一步進行限制?？紤]形狀因子的不確定性后，質(zhì)量大約是350 GeV的荷電Higgs玻色子是實驗所允許的。包括新物理的貢獻后，遍舉衰變B→K<'(*)>e+e<'->(e=τ)的分支比理論值與標準模型預言值有明顯偏離。 ●在