径向激发矢量介子D和B介子强衰变的研究

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随着实验的进展,人们对激发态重介子D和B介子的研究产生了越来越大的兴趣。近年来,大量新粒子的发现更是引发了人们对重味介子的研究热潮。实验组发现了大量不稳定的新粒子,这些新粒子很可能是基态粒子的径向或轨道激发态。  由于激发态重介子的不稳定性,实验中很难准确探测到这些介子,也很难对它们的衰变宽度、分支比等物理量进行定量测量。因此,对激发态重介子D和B介子的理论研究十分重要,理论研究的结果可以为实验提供理论指导。此外激发态重介子也是重味物理的研究热门方向,对重介子及其衰变的研究能够让我们更深刻的了解夸克的相互作用和性质。  由于激发态粒子具有很大的相对论修正,研究它们的理论方法需要考虑相对论性。本文将使用BS方程方法研究多个径向激发矢量介子D介子和B介子到赝标量介子的强衰变。BS方程方法具有很好的相对论性,并且与量子场论相融洽,是可以描述重介子束缚态的可靠而有效的理论方法。  本文首先介绍了BS方程方法以及描述介子束缚态的BS波函数的构造方法。BS波函数是描述束缚态的相对论性波函数,其形式选择非常重要。大多数运用BS方程方法进行的理论计算都采用了低能近似,本文在推导衰变宽度表达式时,除了用低能近似方法,还使用了冲击近似的方法,推导出了两种方法下的强子矩阵元、形状因子和衰变宽度的表达式。两种方法在利用费曼过程导出衰变振幅的过程中有很大的不同,通过这样的计算可以比较两种方法的优劣。  本文最后利用计算机进行了数值计算。数值计算采用Fortran编程在计算机上完成,通过求解积分得到了积分因子的数值结果,进而求出了形状因子和衰变宽度的数值结果。  文章描述了编程运算的计算思路,也给出了计算的输入参数。运算得到了大量激发态矢量D介子和B介子的强衰变宽度的数值结果,并将计算结果进行了内部比较,即两种方法之间的比较。还将计算结果和其他文献的研究结果进行了比较,对结果进行了全面的分析和讨论。结果表明,BS方程方法是计算激发态介子束缚态的可靠理论方法,而且理论计算结果对未来实验发现和探测更多的重介子激发态有着指导作用。此外,两种方法的计算结果表明,低能近似计算过程会引入更少的额外参数,其形状因子、衰变宽度的表达式内部结构更加简单,因而具有更高的可靠性。
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