b介子稀有衰变与新物理效应的唯象研究

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1、⑧黧竺：二硎万方数据博士学位论文B介子稀有衰变与新物理效应的唯象研究论文作者：龚晖指导教师：杨亚东教授申请学位：理学博士专业名称：粒子物理与原子核物理研究方向：重味物理与CP破坏华中师范大学物理科学与技术学院二零一六年四月一夸一／＼年四月⑧万方数据博士学位论文DOCTORALDISSERTATIONDissertationRaredecayandNewPhysicseffectsinBmesonbyHuiGongSupervisor：Prof．Ya-DongYangSpecialty：Particle

2、PhysicsandNuclearPhysicsResearchArea：HeavyFlavourPhysicsandCPViolationDepartmentofPhysicalScienceandTechnologyCentralChinaNormalUniversity’April2016⑧万方数据博士学位论文D【)c1Dl认LDISSE熨Ⅳ舰ON华中师范大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经

3、标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。作者签名：繁嗥日期：棚l'年厂月弓／日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中师范大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权

4、中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名：垄睥日期：硼16年厂月；1日靳断私礴日期：砂f6年阴弓)日本人已经认真阅读“CALIS高校学位论文全文数据库发布章程”，同意将本人的学位论文提交“CALIS高校学位论文全文数据库"中全文发布，并可按“章程”中的规定享受相关权益。回童途塞握童后进卮i旦圭生i旦=生；旦三生筮查!作者签名：袭薛日期：Ml，年j月；1日导师签名：日期：砂以年朋?f日⑧万方数据博士学位论文D0‘：TORALDISS日

5、H灯10N⑧万方数据博士学位论文DOCTORALDISS口啪ION摘要粒子物理的标准模型是描述基本粒子及其相互作用的规范理论。在过去的几十年里，它经受住了大量实验的精确检验。然而，标准模型并非完美无缺，它至今仍存在一些问题还没有得到合理的解决。对新物理的寻找是当前高能粒子物理最重要的任务之一。而重味物理，尤其是B物理在检验标准模型，寻找新物理信号中起到重要的作用。本文主要对当前广泛讨论的一些B介子的衰变过程进行了详细的唯象研究。首先，我们简要介绍标准模型，及处理B介子衰变过程中使用的理论工具，包括算符

6、乘积展开，重整化群等基础知识，并给出了描述B介子衰变的低能有效哈密顿。其次，我们介绍了几种计算强子矩阵元的方法，重点讨论TQCD因子化方案及其在B介子两体半单举衰变中的应用。最后我们给出论文的主体，包括两个部分：第一部分，我们在标准模型的框架下，讨论了B介子半单举过程Bjr／(7)K的分支比和墨的反冲质量谱。同时考虑b-÷77(，)s和b_÷77(7)sg两种机制对这一过程的影响。在两体机fOIJb--->卵(，)s中，我们分别在简单因子化和QCD因子化方案下，计算了这一过程的分支比。通过引入ACCM

7、M模型，我们给出了由两体机制导致的K的反冲质量谱。在三体机制6or／(，)s9中，我们考虑了由标准硬散射方法得到的叼(，)夕+g耦合的贡献，还考虑了在壳胶子从外线夸克，出射介子或者从内线费米子圈辐射出来以及从强企鹅图的虚胶子劈裂出来的费曼图的贡献。在同时考虑两种机制后，我们计算得到的B-÷叩墨的分支比和K的反冲质量谱与实验相符合。而B_÷叩7X。的分支比仍与实验值有较大差距。除了在标准模型的框架下对B介子衰变的可观测量进行理论预言。我们还可以用一些实验上测量的比较精确且对新物理敏感的衰变过程，来限制某

8、些超出标准模型的新物理的参数空间，从而对实验上寻找新物理信号提供补充信息。这是本文第二部分工作的出发点。第二部分，我们利用豆_露+p+p一和B。o肛+p一衰变最新的实验结果来对顶夸克tcZ反常耦合的参数空间给出限制。对于项夸克的味改变中性流过程t-->qZ，标准模型预言其分支比在10—10量级，远低于探测器可观测的范围。然而，这个过程在很多新物理模型中被显著增强，因此任何关于这一衰变存在的实验信号都可以被认为是新物理存在的间接证据。当然，除了在高能对撞机