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自20世纪60年代以来,粒子物理的标准模型取得了巨大的发展和成功。随着两个B介子工厂的顺利运行,B介子物理成为粒子物理学一个重要的研究领域。B介子衰变的研究对精确检验标准模型,寻找CP破坏的根源和新物理的迹象起着重要作用。由于强相互作用的复杂性,强子矩阵元不确定性是研究B介子衰变的核心问题。这是一个多标度问题,需要用到算符乘积展开积掉重的中间玻色子,得到弱作用的有效哈密顿量。算符矩阵元则通过因子化定理来实现不同标度物理的分离,其中用Wilson系数描述硬标度部分。为了从一个高能标(如mw能标)处的Wilson系数得到我们所关心的低能标(如mb能标)处的Wilson系数,则需要利用重整化群方程进行演化。基于这一思路,人们提出了几个不同的因子化方法如简单因子化、推广因子化、QCD因子化、pQCD因子化和软共线有效理论等等。基于kT因子化理论提出的微扰QCD方法(pQCD)中,由于保留了横向动量从而有效地消除了端点奇异性。收集辐射修正产生的大对数项而得到的Sudakov因子和阈值求和因子分别压低了大b(小kT)区域和动量分布端点处的软贡献。
在pQCD因子化框架下,我们计算了B→K(π,η())η()和B→KK*,ρ(ω,φ)η()的次领头阶水平的分支比和CP破坏。当然,这里的次领头阶(NLO)修正是部分的,但同时也是主要的。它包括顶角修正、夸克圈图修正和色磁企鹅图修正,其中的顶角修正只是对可因子化发射图进行的。对B→Kη()衰变道的计算,我们发现衰变振幅B→Kηq和B→Kηs在B→Kη衰变中是相互增强的,而在衰变B→Kη中是相互抵消的。这一机制造成了B→Kη和B哆K0η的分支比之间相差一个6-10的因子。更重要的是次领头阶的贡献把领头阶水平下B→Kη的分支比压低了约30%,而把B→Kη′分支比提高了约70%,使结果明显地向实验测量值靠近。对于Br(B→Kη()),次领头阶计算的结果在一个标准偏差范围内和实验数据符合的很好。显然,pQCD框架下次领头修正的贡献在解释“Kη-puzzle”时起着重要的作用。对于其它几个衰变道,大部分的结果在加上次领头阶修正贡献后都有一定的改善。
我们还研究了B→π(η())f0(980)的衰变。假设f0(980)为简单的两夸克模型,其夸克组成为|f0(980)〉=|s(-s)〉cosθ+|n(-n)〉sinθ,发现计算结果对f0(980)的夸克组分混合角θ有较强的依赖性。
最后是对全文的总结,并对未来B介子物理的实验探测和理论研究作了讨论和展望。