高亮度正负电子对撞机上双重味重子在Z0域上的产生性质

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自SELEX宣布观测到双粲夸克重子Ξ+cc以来,对双重味重子性质的研究就一直是国际高能物理领域的热点之一。当前,理论工作者对双重味重子ΞQQ的研究涉及它的质量、产生及衰变性质等等。双重味重子的研究不仅是对pQCD和NRQCD理论的很好检验,同时它也开启了深入探究重重子内部强相互作用机制的大门。  本文系统研究了高亮度正负电子对撞机上双重味重子ΞQQ在Z0域上的产生性质。在非相对论量子色动力学(NRQCD)的理论框架下,我们详细讨论了基于过程e﹢+e﹣→γ/Z0→ΞQQ+Q+Q(Q=b或c夸克)的双重味重子产生截面。作为完整分析,我们讨论了双重味重子中的偶夸克(QQ)分别处于(QQ)[3S1]3,(QQ)[1S0]6等福克态的情况。同时,我们还进一步讨论了由于重夸克质量的不确定性(mc=1.80士0.30GeV,mb=5.10士0.40GeV)所带来的总产生截面的不确定度,以及正负电子对撞能量在Z0共振峰处(√s=mz)双重味重子的横向动量和快度的微分分布。  计算表明:在将来的高亮度正负电子对撞机如super-Z/ILC(GigaZ模式)上,由于Z0共振峰效应,我们将取得可观的事例数。在super-Z上(L∝10cm-2s-1),每年将可观测到6.510′4个事例X,1.610′5 c c个事例和Xb =c′7.210个事例,而ILC(GigaZ)上的各双重味重子事例数将会是super-Z上的0.7倍。我们预测在super-Z上通过Ξ+cc→Λ+cK-π+衰变道每年可观测到7.4410′个双粲夸克重子Ξ+cc事例;通过Ξ+cc→pD+k-衰变道每年可观测到2.0610′个双粲夸克重子Ξ+cc事例。因此,相4比于欧洲核子中心的LHC,高亮度正负电子对撞机super-Z/ILC(GigaZ)提供了研究双重味重子性质的理想平台。
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