论文部分内容阅读
双重重子是由两个重夸克和一个轻夸克组成的重子。夸克模型和QCD理论都预言了双重重子的存在,然而,物理学家们在实验中却一直未能找到它们存在的迹象。直到2017年,位于欧洲核子中心(CERN)的大型强子对撞机(Large Hadron Collider)LHC上的合作组,才正式宣布发现第一个双粲重子Ξcc++。毫无疑问,这是一个意义重大的发现。在本文,我们系统地研究了双重重子Ξcc+、Ξcc++、Ωcc+、Ξbc+、Ξbc0和Ωbc0的二体非轻弱衰变,其中Ξcc+、Ξcc++和Ωcc+三个双粲重子都是由两个重夸克(c夸克)和一个u、d或s轻夸克组成;后三个双重重子Ξbc+、Ξbc0和Ωbc0也是由两个重夸克和一个u、d或s轻夸克组成的,不过这两个重夸克,一个是底夸克、另一个是粲夸克。众所周知,在粲夸克能标下,很多方法比如微扰QCD,都不能有效地计算出强子弱衰变的振幅。再比如因子化假设方法,也只能用于计算衰变中的部分贡献,然而,在这个能标下的衰变中长程贡献是非常重要的。本文唯象地研究了Ξcc++的衰变分支比以及Ξcc++、Ωcc+、Ξbc+、Ξbc0和Ωbc0的衰变宽度。在计算过程中,首先,将衰变过程中的动力学分为两部分,一部分是可在因子化解假设下计算的短程贡献,另一部分是关于重散射机制作用的长程贡献。然后,短程贡献部分利用因子化计算,而长程贡献部分利用光学定理进行计算。最后,我们总结比较各衰变道的分支比,并对结果进行分析和讨论。结果如下:(1)根据CKM分类,比较所有衰变道的贡献,我们发现CKM favored衰变道的贡献普遍大于单CKM suppressed和双CKM suppressed的结果,其中双CKM suppressed的贡献是最小的。(2)所有衰变末态产物为基态重子和矢量介子的衰变道的衰变分支比普遍大于衰变末态产物为轻重子和赝标量介子衰变道的衰变分支比。(3)对比计算结果发现三个双粲重子的衰变Ξcc++→BD/BD*、Ξcc+→BD/BD*和Ωcc+→BD/BD*中,衰变分支比最大的衰变道分别为Ξcc++→Σ+D*+、Ξcc+→∑0*+以及Ωcc+→Ξ0D*+,我们认为通过它们最有可能在实验上找到双粲重子Ξcc+和Ω+。(4)基于我们的分析,Ξbc+、Ξbc0和Ωbc0的最大贡献的衰变道分别是Ξbc+→B*0Σ+、Ξbc→B*-Σ+和Ωbc→B*Ξ0,希望在LHCb合作组中的同事们能通过这些建议尽快找到双重重子。