楊紅
(西南大學(xué) 物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,重慶 400700)
描述強、弱和電磁相互作用的標(biāo)準(zhǔn)模型理論自建立以來就取得了巨大的成功, 但標(biāo)準(zhǔn)模型的有效性僅能在費米能標(biāo)附近得到保證,其并非是終極理論,而研究人員致力于在更高能標(biāo)處尋找超出標(biāo)準(zhǔn)模型的新物理理論。B 介子具有較大的質(zhì)量,與其他夸克比較容易形成束縛態(tài),衰變道豐富,在檢驗標(biāo)準(zhǔn)模型并尋找新物理信號中發(fā)揮著重要作用。
此前,人們集中研究了B 介子的兩體衰變過程,但實驗上還探測到了大量的B 介子三體衰變道甚至于四體衰變道,因此B 介子多體衰變的理論研究逐漸走進人們的視野。
近年來,有關(guān)B 介子三體衰變的理論計算工作大量展開,相對于兩體衰變來說,B 介子的三體衰變相空間更大,衰變道也更多,在探究新物理信號中發(fā)揮的作用更為顯著。
同時,B 介子三體衰變過程中不僅有共振態(tài),還包含了非共振態(tài)的貢獻,由于二者之間可能會產(chǎn)生干擾,所以想要分別計算這兩個態(tài)的貢獻十分困難,進一步完善三體衰變動力學(xué)理論框架十分重要,也是目前研究的熱點。
在過去的幾十年中,人們探索了多種方法來研究B 介子的衰變,其中唯象處理方法、基于QCD 的動力學(xué)方法以及基于SU(3)F等味對稱性方法已經(jīng)發(fā)展得比較成熟。而唯象處理方法又包括簡單因子化以及推廣因子化這兩種主要方案?;赒CD 的動力學(xué)方法則是通過近似思想來進行計算,包括QCD 因子化方法,而在QCD 因子化基礎(chǔ)上發(fā)展起來的微擾QCD(pQCD)因子化方法已被廣泛應(yīng)用于研究B 介子的衰變。在pQCD 方法下研究B 介子衰變的理論計算結(jié)果與實驗探測值符合較好,該方法的有效性已得到充分驗證。本研究則是用pQCD 方法計算B 介子三體衰變KT過程。
大多數(shù)因子化方法都是基于一些基本的因子化定理建立的,微擾QCD(pQCD)因子化方法則是在KT因子化定理的基礎(chǔ)上建立而成,在KT因子化框架中,計算強子矩陣元時考慮了價夸克中的橫向動量,可以用來處理端點奇點,還引入了Sudakov 因子壓低端點,避免相應(yīng)的發(fā)散問題。
在因子化定理中,非微擾部分被吸收到強子波函數(shù)中,而無紅外發(fā)散的部分,則可以用微擾方法來計算。因此,利用微擾QCD 因子化方法計算B 介子衰變的整個過程的振幅即可以表示為硬散射內(nèi)核和強子波函數(shù)的卷積。
根據(jù)算符的具體表達式,我們可以作出整個衰變過程中有貢獻的費曼圖,見圖1。
圖1 pQCD 方法計算三體衰變 →a (980)K K 的費曼圖