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B介子稀有衰变中的R宇称破缺超对称效应研究

作　者: 王茹敏
导　师: 王恩科；鲁公儒；杨亚东
学　校: 华中师范大学
专　业: 理论物理
关键词: B衰变标准模型 R宇称破缺超对称
分类号: O572.23
类　型: 博士论文
年　份: 2007年
下　载: 156次
引　用: 1次
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内容摘要

标准模型（Standard Model）是建立在规范群SU（3）_C （?） SU（2）_L （?） U（1）_Y基础之上、描写强相互作用和电弱相互作用的理论模型，该模型在过去的几十年中得到了充分的检验。然而标准模型本身并不是完美无缺的，其所存在的某些问题至今还没有得到合理地解决，理论预言和实验结果之间仍存在着或大或小的差别。这表明粒子物理的标准模型并不是一个完备的理论，从而为超出标准模型的新物理留出了发展空间。重味物理（尤其是B物理）受人关注的一个重要原因在于：它不仅能够揭示距离非常近时的强相互作用物理，更重要的是它是高度精确研究CP破坏、稀有衰变和味改变过程等的良好场所，而且可以通过对重味物理的研究来寻找超出标准模型的新物理存在的证据。在所有满足弱电数据的新物理模型中，最有希望的模型之一就是超对称模型。在寻找超对称时，可能存在的破坏轻子数和重子数的R宇称破缺耦合受到了充分关注。本论文是在R宇称破缺超对称模型中，我们系统研究了B介子弱衰变。首先简要介绍了标准模型、超对称和B介子弱衰变。然后研究了非轻两体B衰变、半轻B衰变B→K^（*）e⁺e^-、纯轻B_s衰变B_s→e⁺e^-和B_s⁰-（?）_s⁰混合中的R宇称破缺超对称效应。利用最新的实验数据，我们对相关R宇称破缺耦合常数给出新的限制，我们得到的很多限制强于以前研究得到的结果。通过R宇称破缺耦合常数新的限制空间，对那些没有被实验测量或没有被很好测量的物理量给出理论预言。研究发现，某些物理量中的R宇称破缺效应非常敏感。这些研究结果对于探测R宇称破缺超对称是非常有用的，它们与在LHC上寻找直接的R宇称破缺超对称信号有很强的关联。即将到来的实验会检验我们的预言并会对新物理常数给出更强的限制。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章引言  10-12
第二章标准模型简介  12-18
  §2.1 简单回顾  12-13
  §2.2 标准模型的基本粒子  13-14
  §2.3 标准模型的拉氏量  14-16
  §2.4 标准模型的对称性  16-18
第三章超对称简介  18-28
  §3.1 超对称中拉氏量的一般形式  19-21
  §3.2 最小超对称模型  21-24
    §3.2.1 粒子组成及其超势  21-23
    §3.2.2 R宇称及其结果  23-24
  §3.3 R宇称破缺超对称  24-28
第四章 B介子弱衰变  28-62
  §4.1 CKM夸克混合矩阵  29-36
    §4.1.1 CKM矩阵及其参数化  29-30
    §4.1.2 幺正三角形  30-31
    §4.1.3 CKM相角的提取  31-36
    §4.1.4 CKM矩阵元的确定  36
  §4.2 B介子衰变中CP破坏的分类  36-40
    §4.2.1 衰变中的CP破坏—直接CP破坏  37-38
    §4.2.2 中性B介子混合引起的CP破坏—非直接CP破坏  38-39
    §4.2.3 衰变和混合干涉引起的CP破坏—混合型的CP破坏  39-40
  §4.3 B介子两体非轻衰变的研究方法  40-62
    §4.3.1 基本理论工具  41-46
    §4.3.2 低能有效哈密顿量  46-48
    §4.3.3 有效算符的强子矩阵元的计算  48-52
    §4.3.4 QCD因子化方法在B介子两体非轻衰变中的应用  52-62
第五章两体非轻B衰变中的R宇称破缺超对称效应  62-94
  §5.1 B→M_1M_2衰变振幅的表达式  62-70
    §5.1.1 标准模型部分的衰变振幅  62-65
    §5.1.2 R宇称破缺部分的衰变振幅  65-67
    §5.1.3 两体衰变B→M_1M_2的运动学分析  67-68
    §5.1.4 B→V_1V_2衰变过程的极化分析  68-70
  §5.2 B→V_1V_2衰变中极化反常的研究  70-78
    §5.2.1 研究动机  70-71
    §5.2.2 输入参数  71-72
    §5.2.3 数值结果及分析  72-78
  §5.3 B→ππ,πK困惑的研究  78-83
    §5.3.1 研究动机  78-79
    §5.3.2 数值结果及分析  79-83
  §5.4 B→K~((*))(?)~((*))衰变中的RPV SUSY效应  83-93
    §5.4.1 研究动机  83
    §5.4.2 数据结果及分析  83-93
  §5.5 本章小结  93-94
第六章 B_(u,d)→K~((*))e~+e~-和B_s→e~+e~-衰变中的R宇称破缺超对称效应  94-116
  §6.1 B→K~((*))e~+e~-和B_s→e~+e~-衰变的理论框架  94-101
    §6.1.1 标准模型对衰变分支比的贡献  94-98
    §6.1.2 R宇称破缺对衰变振幅的贡献  98-100
    §6.1.3 包括R宇称破缺贡献的总表达式  100-101
  §6.2 数值结果及分析  101-114
  §6.3 本章小结  114-116
第七章 B_s~0-(?)_s~0混合中的R宇称破缺超对称效应  116-124
  §7.1 B_s~0-(?)_s~0混合的理论基础  117-120
    §7.1.1 标准模型部分的表达式  117-119
    §7.1.2 R宇称破缺贡献的表达式  119-120
    §7.1.3 包括R宇称破缺贡献的总表达式  120
  §7.2 B_s~0-(?)_s~0混合的数值结果  120-123
  §7.3 本章小结  123-124
第八章总结与展望  124-126
参考文献  126-140
附录A 两体非轻衰变的α_s阶修正函数  140-148
  §A.1 标准模型部分的α_s阶修正函数  140-145
    §A.1.1 B→PP,PV衰变中的修正函数  140-143
    §A.1.2 B→VV衰变中的修正函数  143-145
  §A.2 R宇称破缺超对称部分的α_s阶修正函数  145-148
    §A.2.1 B→PP,PV衰变中的修正函数  145
    §A.2.2 B→VV衰变中的修正函数  145-148
附录B B介子两体非轻弱衰变的不变振幅  148-154
  §B.1 标准模型中的不变振幅  148-150
    §B.1.1 B→PP,PV的衰变振幅  148-149
    §B.1.2 B→VV衰变的不变振幅  149-150
  §B.2 R宇称破缺的不变振幅  150-154
    §B.2.1 B→PP,PV衰变的不变振幅  150-152
    §B.2.2 B→VV衰变的不变振幅  152-154
攻读博士学位期间完成的工作  154-156
致谢  156

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