论文部分内容阅读
重味介子的非轻弱衰变过程蕴含了丰富的动力学机制，对精确检验标准模型，理解因子化定理，探寻CP破坏起源和新物理迹象有着重要的意义。对B介子衰变过程，能标处在微扰和非微扰的交叉地带，给理论计算带来很大困难。根据算符乘积展开和因子化定理，我们可以把过程相关的微扰可算的贡献分离出来用微扰论处理，非微扰部分则是普适的过程无关的。基于kT因子化的微扰QCD(PQCD)方法是目前理论预言比较好的因子化方法之一。在PQCD框架下，保留部分子横向动量kT以消除端点奇异性。另外，辐射修正产生的大的双对数项被求和到所有阶，得到Sudakov因子，能够压低长程部分贡献，保证了微扰计算的可靠性。
在PQCD因子化框架下，我们研究了B→πρ，πω的衰变，并考虑了一些重要的次领头阶(NLO)修正，其中包括对威尔逊(Wilson)系数，Sudakov因子以及硬散射核的次领头阶修正。我们发现次领头阶修正不仅减小了衰变分支比的标度依赖性，而且缩小了理论预言和实验数据的差距。特别是把色压低贡献为主的道B→π0ρ0的衰变分支比提高了2.5倍。另外，次领头阶修正对CP破坏参数也产生重要的影响：对于色允许贡献为主的道，次领头阶的威尔逊系数增强了企鹅图振幅的贡献，对树图和企鹅图的干涉行为影响较大；对于色压低贡献为主的道，顶角修正给色压低的树图带来了不小的虚部，从而极大地影响了直接CP破坏的理论预言。
我们还系统研究了Bc介子衰变到含有D介子末态的过程，扩展了PQCD方法在重味介子的两体非轻衰变领域里的应用。虽然D介子质量很大，但在m.D/MBc展开的领头阶下，PQCD方法仍然适用。在Bc→D(*)(s)P，D(*)(S)V类型的衰变中，我们发现不可因子化发射图和湮灭图的振幅有着不小的贡献。对于某些道，湮灭图的贡献甚至起着主导作用。由于同时存在树图和企鹅图的贡献，我们预言了一些大的直接CP破坏。末态含两个D介子衰变属于纯的树图衰变，因为没有企鹅图的污染，这类衰变可以很好地用来抽取CKM矩阵元。对于Bc→D+sD0和Bc→D+sD0这两个过程，我们预言了它们相近的衰变分支比，非常适合实验上通过振幅关系来抽取CKMγ角。对于末态含有两个矢量介子的衰变道，我们预言了横向极化的贡献。在PQCD框架下，手征增强的企鹅图可以有效提高横向极化的贡献。另外，由于额外的胶子使得不可因子化图的横向极化贡献并没有螺旋度翻转的压低效应，所以对于不可因子化发射图贡献为主的道，也会有较大的横向极化的贡献。