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(qiáng)、弱和電磁相互作用的標(biāo)準(zhǔn)模型理論自建立以來(lái)就取得了巨大的成功, 但標(biāo)準(zhǔn)模型的有效性僅能在費(fèi)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(yàn)標(biāo)準(zhǔn)模型并尋找新物理信號(hào)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(guò)程,但實(shí)驗(yàn)上還探測(cè)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(jìn)人們的視野。
近年來(lái),有關(guān)B 介子三體衰變的理論計(jì)算工作大量展開(kāi),相對(duì)于兩體衰變來(lái)說(shuō),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(hào)中發(fā)揮的作用更為顯著。
同時(shí),B 介子三體衰變過(guò)程中不僅有共振態(tài),還包含了非共振態(tài)的貢獻(xiàn),由于二者之間可能會(huì)產(chǎn)生干擾,所以想要分別計(jì)算這兩個(gè)態(tài)的貢獻(xiàn)十分困難,進(jìn)一步完善三體衰變動(dòng)力學(xué)理論框架十分重要,也是目前研究的熱點(diǎn)。
在過(guò)去的幾十年中,人們探索了多種方法來(lái)研究B 介子的衰變,其中唯象處理方法、基于QCD 的動(dòng)力學(xué)方法以及基于SU(3)F等味對(duì)稱(chēng)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(jiǎn)單因子化以及推廣因子化這兩種主要方案?;赒CD 的動(dòng)力學(xué)方法則是通過(guò)近似思想來(lái)進(jìn)行計(jì)算,包括QCD 因子化方法,而在QCD 因子化基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)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(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)探測(cè)值符合較好,該方法的有效性已得到充分驗(yàn)證。本研究則是用pQCD 方法計(jì)算B 介子三體衰變KT過(guò)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(jì)算強(qiáng)子矩陣元時(shí)考慮了價(jià)夸克中的橫向動(dòng)量,可以用來(lái)處理端點(diǎn)奇點(diǎn),還引入了Sudakov 因子壓低端點(diǎn),避免相應(yīng)的發(fā)散問(wèn)題。
在因子化定理中,非微擾部分被吸收到強(qiáng)子波函數(shù)中,而無(wú)紅外發(fā)散的部分,則可以用微擾方法來(lái)計(jì)算。因此,利用微擾QCD 因子化方法計(jì)算B 介子衰變的整個(gè)過(guò)程的振幅即可以表示為硬散射內(nèi)核和強(qiáng)子波函數(shù)的卷積。
根據(jù)算符的具體表達(dá)式,我們可以作出整個(gè)衰變過(guò)程中有貢獻(xiàn)的費(fèi)曼圖,見(jiàn)圖1。
圖1 pQCD 方法計(jì)算三體衰變 →a (980)K K 的費(fèi)曼圖