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自20世纪80年代以来,B介子物理的研究在理论和实验两个方面都取得了重要突破。随着两个B介子工厂(KEK的Belle和SLAC的Babar),实验的顺利进行,B介子物理已经成为粒子物理界中最重要、最热门的研究领域之一。B介子的稀有衰变为检验标准模型、寻找CP破坏和探寻可能存在的新物理提供一个很好的研究场所。特别是在2008年开始运行的欧洲核子中心的大型强子对撞机上,估计平均每年可能产生大约5×1010个Bc介子。因此研究Bc介子的稀有衰变在未来几年是很有必要的。
本文从基本的低能有效理论开始,简单介绍了算符乘积展开的方法和与B介子衰变相关的四夸克算符。在对强子矩阵元的计算方法上,人们在用朴素因子化方案和推广因子化方案的基础上,进一步提出了QCD因子化方案和PQCD因子化方案。本文在比较了几种不同的因子化方法后,详细介绍了PQCD因子化方案的基本思想和要点,该方法主要是考虑了横向动量κT的贡献,引入了Sudakov形状因子,修正了端点的行为,避免了红外发散的现象。本文就是用PQCD方法计算Bc→DK的两体非轻衰变的分支比和CP破坏,其理论预测为:(1)当自由参数γ=60°时,(2)分支比为6,6×10-5,Cp破坏接近为7%。
B介子的两体非轻衰变过程是粒子物理学中一个很重要的研究课题,任何在理论上的突破都会引起广泛的关注。本文中所介绍的微扰QCD因子化方法在强子矩阵元精确计算方面向前迈出了很大的一步,我们期待将来的实验给出重要的检验。