重味介子衰变中新物理的唯象研究

重味物理是当前国际高能物理研究的前沿课题之一，对深入理解CP破坏的本质、检验粒子物理的标准模型和寻找新物理具有十分重要的意义。新物理模型中新的相互作用将会对重味介子的弱衰变过程产生影响，结合LHC、B介子工厂、BES等实验结果，对B,D->PP,PV过程进行拟合分析，对新物理模型中的参数进行限制，提供唯象参数的相关信息，完善模型，使得B,D->PP,PV的预言对实验分析更具有参考价值。

随着大型强子对撞机的运行，LHCb收集了大量的Bs和Bc介子数据，给出了很多精确的测量结果，利用这些结果可以对以前B物理实验确定的模型参数给出更严格的限制，同时检验各种唯象模型，加深我们对重味强子弱衰变机制的理解。理论上计算B介子衰变的难点是如何处理强子矩阵元，目前流行的基于QCD计算的唯象方法有：基于重夸克极限展开和共线近似的QCD因子化方法和SCET方法，基于Kt因子化的pQCD方法等，这些方法对于湮灭图和形状因子等处理存在不同的看法，我们对这些方法进行研究。QCD因子化方法认为湮灭图贡献是幂次压低的，而且存在端点发散问题，pQCD方法认为考虑夸克的横动量和Sudakov因子，端点发散问题可以得到解决，我们采用pQCD方法计算了纯湮灭的Bs→ηc(J/ψ)D衰变过程。QCD因子化方法认为形状因子中既有短程贡献又有长程贡献，两者相互纠缠在一起，不能很好地被分离进行因子化，因此将形状因子作为输入参数，这样就会给理论预言带来很大的不确定性。pQCD方法认为形状因子硬胶子交换为主的，即微扰可算的，针对LHCb实验的最新进展，我们采用pQCD方法对Bc→BP,BV衰变进行研究。将pQCD方法应用到B介子衰变到轴矢介子过程，研究了轴矢介子K1混合问题。QCD因子化方法在处理端点发散时引入了唯象参数X_A和X_H，我们根据费曼图的拓扑结构将参数X_A分成两类，利用实验关于B介子衰变的测量结果对这些参数进行整体拟合，证实了我们的想法，并对这些参数进行了限制，很好地解释了所谓的ππ和πK疑难和实验上观测到的纯湮灭过程Bs→π+π–和Bd→K+K–较大的分支比结果等。我们将QCD方法应用于c夸克的弱衰变，计算了Bc→BP,BV衰变和J/ψ的弱衰变过程。此外我们还采用矢量为主模型对η′→Ve+e–过程进行了分析。.我们圆满地完成了拟定的研究计划！