未来几年实验上将提供大量的粒子数据,使得我们可以深入、细致地开展重味介子物理的研究,包括稀有衰变和人们感兴趣的CP不守恒现象,而对于它们的研究,可以精确检验标准模型,并有助于发现超出标准模型的新物理。我们将采用Bethe-Salpeter方程等方法,全面、系统、精确地研究重味介子的稀有衰变和CP不守恒,重点是末态粒子中含有激发态粒子的情况,这将扩展我们对重介子的衰变和CP破坏现象的了解。虽然与相应的基态相比,激发态粒子衰变道的分支比略小,但是也有可观的分支比,并且激发态粒子的研究不同于基态,有其自身的特点,各种修正对它的影响比相应的基态大,如其相对论修正所占的比重很大,非相对论的理论模型这时将带来较大的误差。因此我们将充分考虑相对论修正的贡献,同时也将特别注重非微扰QCD的贡献。
Heavy flavor meson;Rare decays;CP asymmetry;Bethe-Salpeter equation;
近些年实验上已经积累了大量的B介子数据,今后几年,也会积累大量的Bc和Bs介子数据,使得我们能够开展对它们的精确研究,包括一些以前无法探测的稀有衰变过程。另外,2003年以来,实验上发现了许多新粒子,其中很多是目前常见粒子的激发态粒子,使得对激发态粒子的研究成为目前的研究热点。在此背景下,本项目深入细致地研究了Bc、Bs、B等重介子的稀有衰变和CP破坏现象。一方面,我们研究了这些重味介子在标准模型框架下的稀有衰变,例如由味道改变中性流导致的稀有衰变,末态包含有激发态粒子的情形,我们采用相对论的贝特-萨贝特方程方法,计算了包括企鹅图、箱图、湮灭图、级联衰变图等等的贡献,得到了精确的结果,我们发现,特别是对于末态含有激发态粒子过程,相对论修正的贡献不容忽略。我们还研究了一些超出标准模型的重味介子轻子数破坏的衰变过程,为寻找超出标准模型的新物理提供了一些渠道。另一方面,我们研究了重味介子的可能的CP不守恒现象,计算了大量的两体衰变过程,包含许多激发态末态过程。我们发现,多数CP破坏可观测量在目前的实验数据量的条件下比较难以探测到。我们的这些理论结果对实验研究有指导作用,因为以往人们对末态含有激发态粒子以及稀有衰变过程的研究较少,而已有的研究中,很多是非相对论模型的结果,导致激发态粒子参与的过程中会有较大的误差,我们采用相对论模型给出了相对精确的结果。