B和B~*介子半轻衰变及新物理效应研究

论文摘要

在标准模型中,通过带电夸克流过程发生的B*介子的半轻衰变有着较大的分支比。本文对（?）u,d,c,s*→（P,V）l-（?）l（P=D,Ds,π,K;V=D*,Ds*,J/φ和l=e,μ,τ）半轻衰变进行了研究。此外,考虑到B介子衰变中存在可能的新物理,我们对B和B*介子衰变中的新物理效应进行了研究。本文首先回顾了标准模型的基本内容,随后对B*介子的半轻衰变共计40个衰变道展开了研究,给出了衰变的分支比、分支比之比、轻子前后不对称和轻子自旋不对称等物理可观测量的数值结果。结果表明通过b → clve过程发生的B*介子的半轻衰变均有较大的分支比并有望在将来的实验上首先观测到。与此同时,由于T（nS）介子也可以通过b →cl（?）l过程发生衰变,我们对Υ（nS）→Bcl（?）l（n=1,2,3）半轻衰变过程进行了研究,研究发现虽然这些非CKM压低的Υ（nS）介子的半轻衰变过程具有较大的分支比但是这些过程都很难被LHCb,CMS和Belle-Ⅱ等实验观测到。最后,考虑到目前B介子半轻衰变的实验测量结果为新物理的存在提供了可能的空间,我们使用模型无关的方法对新物理耦合参数的取值空间进行了拟合,并用得到的拟合结果对B*→Pl-（?）l半轻衰变中的新物理效应进行了预言。结果表明标量耦合在B*→Pl（?）l衰变中的所有物理可观测量上均有明显的新物理效应,而矢量耦合仅为分支比和分支比之比提供较大的新物理贡献。此外,我们还选取了R宇称破缺的最小超对称模型对Bc→l-（?）l纯轻衰变和（?）→D（*）l-（?）l半轻衰变共计15个过程中的新物理效应进行了研究。结果发现R宇称破缺的最小超对称模型无法完美地解决目前B介子半轻衰变中的RD（*）问题。我们的研究结果为将来的高能物理实验上观测B*弱衰变过程以及寻找可能的新物理信号提供了参考。

论文目录

摘要

ABSTRACT

第一章引言

第二章理论基础

2.1 标准模型简介

2.1.1 标准模型的基本粒子

2.1.2 标准模型的拉氏量

2.1.3 夸克混合和CKM矩阵

*→Pl（?）_l半轻衰变的研究'>第三章（?）^*→Pl（?）_l半轻衰变的研究

3.1 研究动机

3.2 理论框架

3.3 数值结果和讨论

3.4 本章小结

*→Vl（?）_l半轻衰变的研究'>第四章（?）^*→Vl（?）_l半轻衰变的研究

4.1 理论框架

4.2 数值结果和讨论

4.3 本章小结

cl（?）_l半轻衰变的研究'>第五章 Υ（nS）→B_cl（?）_l半轻衰变的研究

5.1 研究动机

5.2 理论框架

5.3 数值结果与讨论

5.4 本章小结

*→Pl（?）_l半轻衰变中新物理效应研究'>第六章（?）^*→Pl（?）_l半轻衰变中新物理效应研究

6.1 研究动机

6.2 理论框架

6.2.1 有效拉氏量和振幅

6.2.2 运动学定义

6.2.3 强子螺旋度振幅

6.2.4 轻子螺旋度振幅

6.2.5 物理可观测量的定义

6.3 数值分析

6.3.1 方案Ⅰ:纯矢量耦合的新物理效应

6.3.2 方案Ⅱ:纯标量耦合的新物理效应

6.4 本章小结

-（?）_l单举衰变中R宇称破缺的超对称效应'>第七章 b→cl^-（?）_l单举衰变中R宇称破缺的超对称效应

7.1 研究动机

7.2 理论框架

7.3 数值结果和分析

-（?）_e单举衰变'> 7.3.1 b→ce^-（?）_e单举衰变

-（?）_μ单举衰变'> 7.3.2 b→cμ^-（?）_μ单举衰变

-（?）_τ单举衰变'> 7.3.3 b→cτ^-（?）_τ单举衰变

7.3.4 物理可观测量——比值

7.4 本章小结

第八章总结与展望

（*）过程的形状因子在CLN参数化中的详细计算'>附录A （?）→)D^（*）过程的形状因子在CLN参数化中的详细计算

附录B 矢量粒子极化矢量的选取

-（?）(M=D^（*）)半轻衰变在模型无关框架下的计算'>附录C （?）→Ml^-（?）(M=D^（*）)半轻衰变在模型无关框架下的计算

附录D 计算介子半轻衰变两种不同方法的区别与联系

参考文献

致谢

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文章来源

类型: 博士论文

作者: 朱杰

导师: 常钦

关键词: 介子,半轻衰变,模型无关,超对称

来源: 河南师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 物理学

单位: 河南师范大学

分类号: O572.33

DOI: 10.27118/d.cnki.ghesu.2019.000099

总页数: 125

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