重味强子的产生和衰变及其新物理效应研究

In the high-energy physics, the production and decay of heavy-flavor hadrons are an important window to understand the strong interaction, and it plays an important role in precise test of the Standard Model(SM), the basic parameters to obtain and determine, CP violation, the exploration of new physics and so on. The perturbative QCD or NonRelativistic QCD is widely adodpted in the High-energy hard scattering processes. Based on experimental datas that are already or newly acquired in the TEVATRON and the LHC,we plan to study production and decay of the heavy-flavor hadrons systematically. We will mainly focus on production and decay of heavy meson and doubly heavy Baryons XiQQ'(Q,Q'=b or c)and their excited states to provid effective reference for experiment. In addition, the study of the production and decay of the heavy-flavor hadrons is also very significant in the International Linear Collider(ILC) and the Compact Linear Collider (CLIC) that are planned to build in the future and the super-Z factory collider which is advised by some of the high-energy physicists in the project. According to our researches on the process of heavy flavor physics under relevant experimental conditions, it can provide effective references for the experiment.

重味强子的产生和衰变的性质研究是人们深入认识强相互作用的重要窗口，同时它也对精确检验标准模型，确定其相关参数、研究CP 破坏以及新物理的探索等方面起着十分重要作用。在粒子高能硬散射过程中，微扰QCD 因子化理论或NRQCD 因子化理论有着广泛地应用。本项目将结合强子对撞机TEVATRON 和大型强子对撞机LHC 上已有的或新获得的实验数据，系统研究重味强子的强产生以及衰变性质，其中对重味介子和双重味重子（尤其是XiQQ'(Q,Q'=b或c)）将给予重点关注，并对它们及其激发态的性质将深入系统的研究，从而为实验上研究该类强子提供重要的理论参考；此外，研究在国际上拟议中高能电子对撞机ILC、CLIC 以及国内部分物理学家正在积极建议的Super-Z 工厂等对撞机实验条件下，重味强子产生和衰变也是本项目一个重要研究内容。我们拟通过系统研究相关实验条件下的重味物理过程，为实验观察提供一定的参考。

重味物理是当前粒子物理热点研究方向之一，它为人们精确检验标准模型、探索新物理等方面提供了一个重要平台。本课题结合已有和国际上拟议中的高能对撞机平台：①利用微扰QCD 因子化理论系统计算了双重味重子Xicc和Xibc包含外禀重夸克机制情况下的强产生，即使仅考了S波态贡献情况下，在大型强子对撞机LHC 固定靶（After@LHC）上，Xicc和Xibc每年的可观测事例数也可以分别达到10^6和10^4的量级；②计算了双重味重子在光子-胶子耦合机制下的产生，并估算得出了在拟建中的大型强子电子对撞机（LHeC）上，Xicc和Xibc每年的可观测事例数可以达到10^7和10^6的量级；③利用NRQCD因子化理论，计算了Top夸克衰变到(bs) 夸克偶素的S波态和P波态的衰变宽度和分支比，并结合LHC实验条件预言通过Top衰变产生（bs）夸克偶素的事例数每年也可以达到10^6的量级。 ④在粒子物理标准模型理论框架下，系统计算并得到了规范玻色子γ, Z0 , Higgs和W±圈图以及它们组合的新形式的混合链图传播子解析表达式，并应用其去计算了正负电子对撞产生相应τ轻子对、W+W-对的反应总截面，得到了与已有实验吻合较好的结果，这为我们进一步用这种方法研究重味强子圈链图产生提供依据。上述结果为我们进一步研究重味强子在完整机制下的产生和衰变提供有效参考。