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衰变B~0→D_0~*(2400)~-l~+v_l和B~1→(?)(2420)~0l~+V_l的理论计算

李冠楠  
【摘要】:B介子物理自20世纪80年代以来一直是粒子物理界最热门的领域之一。在LHC上每年有大约10~(12)~10~(13)个B介子产生,而且一系列的稀有衰变过程将被观测到。正因为B介子的产生拥有大量的数据而且B介子衰变过程富含丰富的动力学机制,从而使其成为研究的热点。但是,目前理论上对于B介子衰变到P波介子的研究很少,而且这种衰变的分之比还很大。本文就产生P波介子的两个衰变道B~0→D_0~*(2400)~-l~+ν_l和B~+→(D|-)_0~*(2420)~0l~+ν_l进行了理论计算,对两种P波介子的产生率做出预测。 在本文所计算的衰变过程中,末态介子的质量远小于初态介子的质量,衰变过程中的反冲动量很大,而且末态P波介子处在轨道激发态,相对论效应显著。介于Bethe-Salpeter方程是在微扰量子场论的基础上得到的描述相对论束缚态的四维运动方程,不仅可以用来解决介子束缚态问题,还可以很好地处理大反冲动量的衰变过程。本文采用基于Bethe-Salpeter方程扩充的势模型的方法对衰变过程进行理论计算。 衰变过程的计算方案如下:通过求解瞬时Bethe-Salpeter耦合方程组,得到初末态介子在自身质心系下的本征波函数,采用旁观者模型将末态介子波函数写在初态介子的质心系下,根据Mandelstam公式采用BS波函数写出强子弱流矩阵元,根据V-A型流-流耦合理论写出衰变过程的不变跃迁振幅,对末态相空间积分得到衰变宽度的最终解析式,运用计算机程序进行数值求解得到最终衰变过程的分支比。 最终得到了衰变B~0→D_0~*(2400)~-l~+ν_l和B~+→(D|-)_0~*(2420)~0l~+ν_l的分支比分别为5.6×10~(-3)和6.1×10~(-3)。通过与相关的实验数据对比分析,计算结果基本与实验数据一致。


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