【摘 要】
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B介子物理研究为精确检验标准模型(SM)和发现新物理信号提供了良好的场所。近年来,B介子工厂实验和LHCb实验观察到了越来越多的B介子(B(u,d),B,Bc)三体强子衰变的事例,这就要求理论上给出更多的解释和预言。和B介子的两体强子衰变过程相比,其三体强子衰变过程拥有更复杂的运动学以及末态相互作用,因此B介子三体强子衰变过程成为目前重味物理理论研究的一个热点。在本文中,作者在微扰QCD(PQCD
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B介子物理研究为精确检验标准模型(SM)和发现新物理信号提供了良好的场所。近年来,B介子工厂实验和LHCb实验观察到了越来越多的B介子(B(u,d),B,Bc)三体强子衰变的事例,这就要求理论上给出更多的解释和预言。和B介子的两体强子衰变过程相比,其三体强子衰变过程拥有更复杂的运动学以及末态相互作用,因此B介子三体强子衰变过程成为目前重味物理理论研究的一个热点。在本文中,作者在微扰QCD(PQCD)因子化方法理论框架下对部分B(s)/Bc介子的三体强子衰变过程(末态粒子中有D/Ds介子)进行了系统研究。前三章为本文的综述部分,在第一、二章中,作者首先介绍了粒子物理标准模型的基础理论知识和B介子物理的相关理论,主要包括B介子衰变中的CP破坏,以及计算强子矩阵元的几种基于QCD的因子化方法:QCD因子化方法(QCDF)、软共线有效理论(SCET)以及PQCD因子化方法,重点介绍了本文所使用的PQCD因子化方法。在第三章,作者介绍了B介子三体强子衰变运动学的相关知识,B介子三体衰变理论与实验的研究现状,阐述了 PQCD因子化方案下处理B介子三体强子衰变过程的理论框架和相关尝试性的研究。在论文的工作部分(第四、五章),作者在PQCD因子化方案下对类两体(Quasi-two-body)含粲强子衰变过程B(s)/Bc→D[ρ(770),ρ(1450),ρ(1700)→]ππ做了系统研究。除了类两体衰变B(S)/Bc→D[ρ(770)→]ππ,还在PQCD因子化框架下利用相同的参数计算了两体衰变过程B(s)/Bc→Dρ(770)的衰变分支比。通过解析计算和数值分析,得到如下结果:(1)所有B(s)→D[ρ(770),ρ(450),ρ(1700)→]ππ相关过程的衰变分支比,PQCD预言在10-10-10-2范围内。对已经有实验测量结果的道,我们的PQCD理论结果和实验数据符合。(2)数值结果表明:B(B(s)→ D[ρ(770)→]ππ)≈ B(B(S)Dρ(770)),验证了我们处理类两体衰变过程的理论方法的自洽性。通过相关类两体衰变的衰变分支比可以抽取两体衰变的衰变分支比B(s)→(1450),ρ(1700))。(3)对类两体衰变过程Bc → D[ρ(770),ρ(1450),ρ(1700)→]ππ,PQCD预言的衰变分支比的量级约为10-9-10-5,直接CP破坏数值上约为(10-40)%。这些理论结果有待未来实验的检验。(4)在含粲的B介子衰变中,不可因子化发射图和湮灭图的贡献是可能比较大的,应该考虑。目前对B介子三体强子衰变过程的研究还处于早期发展阶段。LHCb和Belle-II等实验将提供越来越多的实验测量数据,帮助我们不断发展、完善相关理论模型,不断提高理论预言的准确程度,与此同时,理论研究也会为实验方案设计和实验数据分析提供有效地支持。
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