B介子稀有衰變與新物理效應(yīng)的唯象研究.pdf

1、粒子物理的標準模型是描述基本粒子及其相互作用的規(guī)范理論。在過去的幾十年里，它經(jīng)受住了大量實驗的精確檢驗。然而，標準模型并非完美無缺，它至今仍存在一些問題還沒有得到合理的解決。對新物理的尋找是當前高能粒子物理最重要的任務(wù)之一。而重味物理，尤其是B物理在檢驗標準模型，尋找新物理信號中起到重要的作用。
　　本文主要對當前廣泛討論的一些B介子的衰變過程進行了詳細的唯象研究。首先，我們簡要介紹標準模型，及處理B介子衰變過程中使用的理論工具，

2、包括算符乘積展開，重整化群等基礎(chǔ)知識，并給出了描述B介子衰變的低能有效哈密頓。其次，我們介紹了幾種計算強子矩陣元的方法，重點討論了QCD因子化方案及其在B介子兩體半單舉衰變中的應(yīng)用。最后我們給出論文的主體，包括兩個部分:
　　第一部分，我們在標準模型的框架下，討論了B介子半單舉過程B→η(')Xs的分支比和Xs的反沖質(zhì)量譜。同時考慮b→η(')s和b→η(')sg兩種機制對這一過程的影響。在兩體機制b→η(')s中，我們分別在簡單

3、因子化和QCD因子化方案下，計算了這一過程的分支比。通過引入ACCMM模型，我們給出了由兩體機制導致的Xs的反沖質(zhì)量譜。在三體機制b→η(')sg中，我們考慮了由標準硬散射方法得到的η(')g*g耦合的貢獻，還考慮了在殼膠子從外線夸克，出射介子或者從內(nèi)線費米子圈輻射出來以及從強企鵝圖的虛膠子劈裂出來的費曼圖的貢獻。在同時考慮兩種機制后，我們計算得到的B→ηXs的分支比和Xs的反沖質(zhì)量譜與實驗相符合。而B→η'Xs的分支比仍與實驗值有較大

4、差距。
　　除了在標準模型的框架下對B介子衰變的可觀測量進行理論預(yù)言。我們還可以用一些實驗上測量的比較精確且對新物理敏感的衰變過程，來限制某些超出標準模型的新物理的參數(shù)空間，從而對實驗上尋找新物理信號提供補充信息。這是本文第二部分工作的出發(fā)點。
　　第二部分，我們利用(B)→(K)*μ+μ-和Bs→μ+μ-衰變最新的實驗結(jié)果來對頂夸克tcZ反常耦合的參數(shù)空間給出限制。對于頂夸克的味改變中性流過程t→qZ，標準模型預(yù)言其分支比

5、在10-10量級，遠低于探測器可觀測的范圍。然而，這個過程在很多新物理模型中被顯著增強，因此任何關(guān)于這一衰變存在的實驗信號都可以被認為是新物理存在的間接證據(jù)。當然，除了在高能對撞機上直接尋找t→qZ衰變過程，我們還可以研究tqZ反常耦合效應(yīng)對包括頂夸克圈圖的低能味物理的影響。在這部分工作中，我們系統(tǒng)的研究了tcZ反常耦合效應(yīng)對(B)→(K)*μ+μ-和Bs→μ+μ-衰變的影響。在考慮了這兩個衰變道最新的實驗數(shù)據(jù)的限制后，我們發(fā)現(xiàn)，在反常