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B_s介子到奇异标量和赝标介子衰变的研究

刘静  
【摘要】:实验上发现的标量介子可分为质量在1.5 GeV附近和1 GeV附近的两个九重态。目前对标量介子结构的理解存在两种方案:第一种认为1GeV附近的九重态为qq基态,1.5 GeV附近的为激发态;第二种认为1.5 GeV附近的九重态为qq基态,1GeV附近的为四夸克束缚态。本文对Bs介子到一个奇异标量介子和一个奇异赝标介子的两体非轻衰变过程进行了研究,该类过程包含8个衰变道:Bs0 →K0*0、K0K0*0、K00K-、K+K0*-、κK0、κK0、κ+K-、κ-K+。我们的研究考虑了以上两种方案中所有qq结构的态,在pQCD因子化方法下得到了所有衰变道的费曼图,计算出了各个费曼图对应振幅的解析表达式,并利用数值积分的算法编写FORTRAN程序计算出了各个振幅的数值。利用计算出的振幅值,我们首次得到了以下研究结果:(1)我们计算了所有的衰变分支比,发现分支比的数量级分布在10-6~104之间。这个数量级的衰变在目前的高能实验中能被观测到的可能性很大。Bx0→K0*0K0和Bs0→K0*+K-的分支比在两种方案下比较接近,因此利用这两个道的衰变分支比并不能有效区分两种方案;Bx0→K0K0*0和Bs0→K+K0*-在方案二下的分支比大约是方案一下分支比的2倍,用来区分两种方案比较理想。(2)通过对所有过程CP破坏的计算发现,存在树图和企鹅图贡献的大部分衰变道存在着大约在4%左右的CP破坏,只有Bs0→κ-K+的直接CP破坏达到了 20%左右,这个道的企鹅图与树图贡献的比值与其他道类似,这个较大的CP破坏是由其特殊的强相角取值带来的。其余的衰变道由于只有企鹅图的贡献,不存在干涉,因此CP破坏为零。(3)在同时存在树图和企鹅图贡献的过程中,我们分析了两种贡献的大小。与树图相比,企鹅图的贡献应该受到圈图效应的压低,预期较小。但是,在我们研究的衰变过程中,树图的贡献受到双CKM压低,CKM矩阵元的大小只有企鹅图的1/50左右,这整体上大大压低了树图的贡献。(4)我们考虑了三类理论上主要的误差来源,对分支比和CP破坏的误差进行了估算。另外,我们还研究了分支比与直接CP破坏对弱相角α的依赖关系,等将来实验精度到了一定程度后,可据此来精确确定αα角的取值。该课题的研究为深入理解QCD和因子化理论、理解CP破坏机制、研究标量介子结构和确定CKM矩阵元的相关参数具有重要意义。


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