P波底夸克偶素遍舉衰變到雙J-ψ.pdf

1、重夸克偶素物理是高能物理一個重要的前沿領域，歷史上對確立量子色動力學(QCD)作為正確描述強相互作用的基本理論發(fā)揮了重要作用。我國高能物理研究所的北京譜儀，是世界上最重要的研究粲夸克偶素物理的平臺之一。本文嘗試用非相對論性的量子色動力學因子化方法(Nonrelativistic QCD factorization或者NRQCD factorization)來系統(tǒng)探討P波底夸克偶素三重態(tài)(xbJ，J=0，1，2)遍舉衰變到兩個矢量粲夸克偶

2、素(J/ψ)的過程。
　　近十余年來，重夸克偶素物理領域的重要進展是其單舉衰變過程(Inclusivedecay of heavy quarkonium)能夠在NRQCD的框架下被系統(tǒng)、嚴格地描述。但是相應的關于利用該理論框架來研究夸克偶素遍舉衰變的工作并不多。本論文擬處的部分過程已被Braguta, Likhoded和Luchinsky用基于光錐（light-cone）微擾QCD的方法計算過。然而，對于這類初末態(tài)均牽涉到重夸克偶

3、素的過程用NRQCD因子化方法來處理可能會更自然些。
　　B-工廠的Belle和Babar實驗組在質心能為10.6 GeV處對雙粲夸克偶素的產(chǎn)生進行了研究。他們發(fā)現(xiàn)e+e-→J/ψ+ηc的產(chǎn)生截面比理論上在非相對論極限下QCD領頭階的計算大了將近一個量級。而S波態(tài)的J/ψ加P波態(tài)的xb0產(chǎn)生過程中，理論和實驗之間也存在較大差距。為了解決B-工廠中J/ψ產(chǎn)生過程中理論與實驗之間存在的巨大差距，文獻等做了諸多嘗試。計算表明對于一些參量

4、的數(shù)值選擇比較敏感，這也說明了理論計算的不確定性。但是經(jīng)過眾多理論嘗試后發(fā)現(xiàn)如果考慮微擾修正和輻射修正可以使理論和實驗取得很好的一致。B-工廠中雙粲夸克偶素產(chǎn)生的研究對理解粲夸克偶素的硬遍舉過程、量子色動力學的動力學以及介子的內部結構有著很大的幫助。類似的，底夸克偶索衰變到雙粲夸克偶素的過程也可以用來研究硬遍舉過程和重夸克偶素的內部結構。這些過程是非常類似于B-工廠的雙粲夸克偶素產(chǎn)生，因為底夸克偶素的質量非常接近B-工廠的能量中心值。我

5、們的計算在非相對論量子色動力學的框架下考慮相對論修正到v2階以及電磁碎裂的領頭階。因為沒有x bJ的總寬度實驗數(shù)據(jù)，我們用兩種方法對其總寬度做了理論計算，由這些給出分支比的數(shù)值結果。經(jīng)過計算我們得出的分支比如下Br(xb0→J/ψJ/ψ)=5×10-6，(0-1 a)Br(xb1→J/ψJ/ψ)=9×10-13，(0-1b)Br(xb2→J/ψJ/ψ)=9×10-5.(0-1c)同時我們也發(fā)現(xiàn)計算到v2階的相對論修正對xb0→J/ψ+J