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近几年来,B物理成为粒子物理中比较流行的研究领域。Bc介子作为一个比较特殊的B介子,由两个重味价夸克组成,尤其受到许多研究者高度关注。由于Bc介子中b、c夸克都可以独立衰变,所以Bc介子有极其丰富的衰变道,这就为我们检验标准模型、确定模型参数以及探寻可能存在的新物理提供了一个极好的平台。因此,这也是成为研究Bc介子衰变理论的动力之一。近年来,学者们也提出并发展了许多用来研究B介子弱衰变的理论方法,虽然这些模型还存在着许多不完善,理论预言带有很大的不确定性,但可以看出关于这方面的理论发展还是很快的,并且是令人振奋的。
而在实验方面也有了很大的进展,2009年欧洲的大型强子对撞机(LHc)即将开始运行,这使得众多研究者坚信将会看到大量的Bc介子事例。由于Bc→Bq(*)P,BqV过程属于c夸克衰变,在Bc介子衰变中占有很大的比重,再加上LHC的高亮度和高质心能量,使得Bc→Bq(*)P,BqV过程比较容易看到。因此我们相信,在不久的将来关于Bc→Bq(*)P,BqV过程将出现很多的有重大意思的研究成果。
论文中,我们首先介绍了B介子衰变的理论背景,介绍了低能有效理论在B介子衰变中的应用,利用算符乘积展开和重整化群改进的微扰论给出b夸克非轻弱衰变的低能有效哈密顿量。然后我们帮助读者了解了如何确定光锥分布振幅、跃迁形状因子和CKM矩阵元等参数,当然最重要的一点,我们详细介绍了计算强子矩阵元的各种方法。由于本文是在QCD因子化框架下来计算Bc→Bq(*)P,BqV过程的,所以我们着重阐述了QCD因子化的基本理论。我们详细介绍了把QCD因子化方法应用于B介子非轻弱衰变的研究,如何用QCD因子化方法来计算强子矩阵元,如何分离强子矩阵元中的微扰可计算部分,以及如何计算领头阶和次领头阶贡献,并对其结果的红外安全性、对重整化标度和方案的依赖性和规范选取相关性等问题进行了讨论,然后总结了QCD因子化方法的局限性。
在QCD因子化框架下对Bc→Bq(*)P,BqV衰变过程进行唯象研究是本文的工作部分。在QCD因子化框架下,我们只是在领头阶近似下计算了非因子化拓扑图的贡献。我们对数据结果进行了分析,列出了各种算符对分支比的贡献比较,得出一些比较有希望的衰变道。需要指出的是,本文只是定性地计算了衰变振幅的大小,很多详细的内容都值得以后认真研究,这里我们没有考虑。