B 介子两体含粲衰变的高阶修正的研究

The two-body charmed B decays for color-allowed dominant modes are no contribution from penguin diagrams, so that theoretical uncertainties involved in the relevant QCD dynamics become much less. Thus,these modes play an important role in studying B meson decay mechanisms.In this project,by employing the perturbative QCD approach based on k_T factorization, we keep the transverse momentum so that the end point singularity is regularized. The diagrams including color-allowed tree,nonfactorizable and annihilation type are all calculable perturbatively. It has a great theoretical advantage in predicting these modes.In addition, some important next-to-leading order contributions, such as the one-loop correction to four-quark operators and so on, are considered in order to improve the accuracies of the approach and the reliability of the theoretical predictions. The study is instructive to test the factorization hypothesis, to estimate the flavor SU(3) symmetry breaking effects, to extract the ratio f_d/f_s of fragmentation functions precisely and to search the signals of new physics and hence has great.academic value both on the theoretical and experimental sides.

以“色允许”树图贡献为主的B介子的两体含粲衰变过程，由于没有企鹅图的污染，大大降低了理论预言中来自QCD动力学的不确定性，对于探索B介子的衰变机制有着重要的意义。在本项目中，我们基于k_T因子化定理，保留了部分子横向动量以消除端点奇异性。在微扰QCD的框架下，色允许树图、不可因子化图以及湮灭图贡献都可以微扰计算，其在预言B介子含粲衰变方面有着很大的理论优势。另外，我们考虑了一些重要的下一阶修正效应，如对四夸克算符的单圈修正等。将方法的精度提高到次领头阶水平，其理论预言更加可靠。这些研究对于检验因子化定理、估计SU(3)味对称性破坏、精确抽取碎裂函数f_d/f_s的比值 和寻找新物理迹象等方面都有一定的指导意义，在理论上和实验上都具有重要的学术价值。

近几年LHCb精确测量到一些B/Bc介子的含粲衰变道引起了人们的极大兴趣。由于末态粲夸克较重，b夸克弱衰变的能量释放可能不足以保证微扰计算领头阶的可靠性。在此背景下，本项目研究了B介子两体含粲衰变的高阶修正效应。课题组经过三年研究预言了相关衰变道的衰变分支比、CP破坏参数以及横向极化等实验可观测量，并考虑了重要的顶角修正贡献。我们发现顶角修正在含粲类型的衰变道中非常重要，纳入其贡献使得我们的理论预言更加可靠和精确。我们发现：.(1)在更新了介子分布振幅和考虑了顶角修正之后，我们预言的因子化允许的衰变的衰变分支比要比之前的PQCD预言更加接近当前的实验值测量。.(2)系统构建S，P，和D波KK介子对分布振幅，预言了三体含粲衰变的共振态贡献，估计了该类型三体衰变的分支比在负4次方量级。.(3)在一些含粲衰变道里，发现较大的同位旋破坏效应。.本项目我们基于微扰QCD因子化方法对一些介子含粲衰变过程做了可靠的唯象分析。由于粲偶素分布振幅的普适性，我们可以预言粲偶素在b重子衰变中的产生过程。