X(3915)作为χc0(2P)态的电磁衰变的研究

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在过去的十几年,在实验上发现了许多新的共振态粒子,这些发现引起了人们极大的研究热情。我们期望通过对这些共振态粒子的进一步研究来帮助我们深入理解这些粒子的性质,更精确的标定标准模型中参数,更深入的理解CP破坏的机制等。本文采用的BS方程作为基于量子场论得到的可以用来描述相对论束缚态的四维运动方程,它被广泛的应用于理论物理学的很多学科中。完整的BS方程的求解是非常困难的,自BS方程被提出以来也发展了很多求解方法,在这里我们采用基于瞬时近似的BS方程的方法。  X(3915)自发现以来就引起了研究人员的极大的研究热情,在实验上BABAR组通过对自旋-宇称分析的认为它的JP为0+,从而确定了X(3915)是χc0(2P)态。但是将其作为χc0(2P)态还是有许多问题没有解决。近年来围绕它的讨论给出了很多新的解释,同时也提出了很多质疑。我们选择用基于瞬时近似的BS方法来研究计算其作为χc0(2P)态几个电磁衰变道的宽度,希望能够为理解X(3915)的内部结构与衰变性质提供一些参考。  本文推导BS方法下的夸克偶素的单光子衰变过程的跃迁矩阵元,给出了相关过程的Feynman图。介绍了介子波函数的构造方法及约束条件的相关推导,也给出计算中涉及到的介子波函数及约束条件。为了验证使用基于瞬时近似的BS方法计算粲偶素衰变的合理性与正确性以及验证我们的计算程序的正确性,我们首先计算了χc0(1P)衰变到J/ψ的单光子衰变过程,得到的结果为1.20±0.06%,实验上给出的结果为1.27±0.06%,计算结果与实验相比误差很小,检验了计算方法与程序。然后,本文计算了χc0(2P)衰变到J/ψ、ψ(2S)和hc(1P)的三个单光子衰变道。计算的结果分别为7.92×10-3MeV,7.91×10-2MeV和3.04×10-5MeV。对此结果的分析显示计算结果是合理的。此外,我们还计算了χb0(1P)态到Υ(1S)态和χb0(2P)态到Υ(1S)态和Υ(2S)态的单光子衰变过程。由于实验上并没有直接给出这些衰变道的宽度,只给出了他们的分支比,因此我们计算了χb0(2P)态到Υ(1S)态和Υ(2S)态的宽度的比值,我们的计算结果与其他计算结果比较接近,并在实验误差内与实验结果相符。
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