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文檔簡介
1、重介子衰變的研究一直是粒子物理中的重要工作內(nèi)容之一。同時,重介子衰變的研究也得到了來自實驗方面的強力支持。隨著實驗條件的不斷完善以及實驗精度的不斷提高,迫切要求理論家們提高相關(guān)計算的準(zhǔn)確度。Bethe-Salpeter( BS)方程是一個和量子場論自洽的、嚴(yán)格的、相對論性的兩體方程,是處理相對論兩體束縛態(tài)問題最為經(jīng)典和有效的方法,在重介子衰變的研究中有著非常重要的應(yīng)用。本文主要是在BS方程的理論框架下,研究與重介子衰變過程相關(guān)的主要可觀
2、測量,即末態(tài)是兩體和三體衰變過程的寬度和分支比。研究內(nèi)容涉及當(dāng)前粒子物理前沿課題,所得到的研究結(jié)果具有重要的理論意義,并對粒子物理實驗探測起到指導(dǎo)作用。
在重介子衰變的研究中,介子波函數(shù)的形式非常重要。由于傳統(tǒng)的勢模型方法給出的波函數(shù)形式忽略了相對論項缸部分的貢獻,因而沒有很好的考慮相對論的修正。通過分析束縛態(tài)在空間反射和電荷共軛變換下的性質(zhì),給出了具有確定宇稱和電荷共軛對稱性的相對論形式的介子波函數(shù)。利用改進的介子波函數(shù),重
3、新計算了人們較為感興趣且在實驗上即將有大量數(shù)據(jù)的B和B。介子一些主要衰變道的寬度和分支比。新的計算更完善,結(jié)果也更可靠。
隨著新粒子B,1(5830)、B。2(5840)、D~o(2317)和D。1(2460)被確定為軌道激發(fā)態(tài)介子,根據(jù)組分夸克模型,在這些介子的能量附近,還應(yīng)該存在著徑向激發(fā)態(tài)介子B(2S)和D(2S),且很可能被實驗上探測到。為給實驗探測以指導(dǎo),從理論上預(yù)言了B(2S)和D(2S)介子的一些重要性質(zhì)。通過求
4、解完整的Salpeter方程,預(yù)言了它們的質(zhì)量;通過計算Okubo-Zweig-lizuka(OZI)允許的強衰變道B(2S)_B*rr和D(2S)_D*rr,預(yù)言了它們的總衰變寬度;預(yù)言了它們的一些主要半輕和非輕衰變道的寬度;通過計算D(2S)介子在B介子半輕衰變中的產(chǎn)生率,預(yù)言了D(2S)介子可能的產(chǎn)生道。
D+r(2700)是Belle實驗組在2006年首先發(fā)現(xiàn)的新粒子,自發(fā)現(xiàn)起,它的性質(zhì)就一直是人們關(guān)心的問題。為了弄清
5、D:J(2700)到底是2S態(tài)、ID態(tài)還是S-D(23Si—13D1)混合的1一態(tài)c虧粒子,在利用改進的介子波函數(shù)重新計算了一些S波和尸波重介子的衰變常數(shù)之后,從衰變和產(chǎn)生兩個方面對它進行了研究。分別考慮了D+](2700)粒子是2S態(tài)和ID態(tài)的情況,計算了非輕衰變道B+_DOD+J(2700)昀分支比;通過計算OZI允許的強衰變,估計了2S態(tài)和ID態(tài)D?J(2700)的總衰變寬度;計算了級聯(lián)衰變B+_DOD+J(2700)×D:J(2
6、700)_DOK+的分支比。通過與實驗測量值的比較,研究結(jié)果傾向于D:J(2700)是一個2S態(tài)的粒子。
為了探索中微子的性質(zhì)進而發(fā)現(xiàn)新物理存在的證據(jù),研究了重介子M產(chǎn)(D+,D},B+)輕子數(shù)破壞(Lepton-number Violation,LV)為2(△L=2)的半輕衰變Mi+一粵j-宅亨Mf(Ei,2=e,肛)。這些衰變在標(biāo)準(zhǔn)模型(StandardModel,SM)中是不存在的,并且只有當(dāng)中微子是Maj orana型
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