重味物理的深入研究

标准模型是一个成功的理论，而重味物理是检验与发展标准模型的重要领域。本项目主要关注重味物理中重味介子的产生和衰变过程以及相关的物理问题，运用量子色动力学(QCD)进行理论计算并且结合实验测量结果进行比较和分析，从而达到进一步检验QCD微扰论，QCD因子化，以及深入理解QCD非微扰特性的目的。当前关于重味介子的实验测量之中还存在不少理论无法解释的问题，这些问题对于当前的理论体系是一个挑战。本人在此前也作了很多相关研究，主要是通过考虑理论计算的单圈修正影响给出更加精确的理论预言，从而试图解释实验，并且取得了一定的成果。本项目将继续这方面的研究。此外，重夸克重子至今在实验上还没有被发现。本项目还将进行这方面的研究，通过理论预言为实验指引方向。本项目对检验和发展标准模型、深化人们对微观世界的结构及基本规律的认识有重要意义。

重味物理是检验和发展标准模型的重要领域。本项目主要是结合当前最新实验结果，用微扰场论的方法，通过考虑更高阶修正的影响，借助自动化计算系统FDC，对强子对撞机上重夸克偶素的产生和极化问题进行了深入的研究。早先的FDC系统无法处理包含P波粒子过程的单圈图计算，因此在我们的研究中，首先对FDC系统进行了改进，更新了其内部的张量和标量积分的算法，这使得对大型对撞机上重夸克偶素产生和极化问题进行更深入研究成为可能，也为利用FDC系统研究其他包含P波粒子的物理问题奠定了基础。借助改进后的FDC系统，我们对强子对撞机上prompt ψ(1S,2S)以及Υ(1S,2S,3S)的产生和极化问题进行了深入研究，在考虑了高激发态feed-down的情况下，给出了完整的prompt 产生的次领头阶结果，并第一次给出了真正能够与实验测量相比较的极化预言。我们对J/ψ极化的预言能够与CDF Run-I的数据很好的符合，与CDF Run-II的测量结果有较大差距，与ALICE实验组给出的LHC上单举J/ψ的极化数据比较时也有较好表现。我们对Υ(1S,2S)的极化预言已经能很好的解释CMS实验组在LHC上的测量结果，但是和Tevatron上的测量仍然有一定差距，而关于Υ(3S)的预言则与实验测量有着明显的差距。在我们的研究结果表明，在NRQCD框架内，目前理论还很难同时解释强子对撞机上J/ψ产生的微分截面测量和CDF Run II的关于J/ψ的极化测量。此外，从我们的研究中还能看到，高激发态feed-down在J/ψ（Υ）的强产生中有着极为重要的贡献，因此对高激发态或者对直接J/ψ(Υ)强产生的实验测量对解决当前倍受关注的极化问题有着极为重要的作用。我们的研究对理解和检验当前基于NRQCD的重夸克偶素产生和衰变机制，进一步理解QCD因子化以及检验和发展标准模型，有着重要的意义。