BETHE-SALPETER方程方法與重介子衰變的研究.pdf

1、重介子衰變的研究一直是粒子物理中的重要工作內(nèi)容之一。同時(shí)，重介子衰變的研究也得到了來自實(shí)驗(yàn)方面的強(qiáng)力支持。隨著實(shí)驗(yàn)條件的不斷完善以及實(shí)驗(yàn)精度的不斷提高，迫切要求理論家們提高相關(guān)計(jì)算的準(zhǔn)確度。Bethe-Salpeter( BS)方程是一個(gè)和量子場論自洽的、嚴(yán)格的、相對論性的兩體方程，是處理相對論兩體束縛態(tài)問題最為經(jīng)典和有效的方法，在重介子衰變的研究中有著非常重要的應(yīng)用。本文主要是在BS方程的理論框架下，研究與重介子衰變過程相關(guān)的主要可觀

2、測量，即末態(tài)是兩體和三體衰變過程的寬度和分支比。研究內(nèi)容涉及當(dāng)前粒子物理前沿課題，所得到的研究結(jié)果具有重要的理論意義，并對粒子物理實(shí)驗(yàn)探測起到指導(dǎo)作用。
　　在重介子衰變的研究中，介子波函數(shù)的形式非常重要。由于傳統(tǒng)的勢模型方法給出的波函數(shù)形式忽略了相對論項(xiàng)缸部分的貢獻(xiàn)，因而沒有很好的考慮相對論的修正。通過分析束縛態(tài)在空間反射和電荷共軛變換下的性質(zhì)，給出了具有確定宇稱和電荷共軛對稱性的相對論形式的介子波函數(shù)。利用改進(jìn)的介子波函數(shù)，重

3、新計(jì)算了人們較為感興趣且在實(shí)驗(yàn)上即將有大量數(shù)據(jù)的B和B。介子一些主要衰變道的寬度和分支比。新的計(jì)算更完善，結(jié)果也更可靠。
　　隨著新粒子B，1(5830)、B。2(5840)、D~o(2317)和D。1(2460)被確定為軌道激發(fā)態(tài)介子，根據(jù)組分夸克模型，在這些介子的能量附近，還應(yīng)該存在著徑向激發(fā)態(tài)介子B(2S)和D(2S)，且很可能被實(shí)驗(yàn)上探測到。為給實(shí)驗(yàn)探測以指導(dǎo)，從理論上預(yù)言了B(2S)和D(2S)介子的一些重要性質(zhì)。通過求

4、解完整的Salpeter方程，預(yù)言了它們的質(zhì)量；通過計(jì)算Okubo-Zweig-lizuka(OZI)允許的強(qiáng)衰變道B(2S)_B*rr和D(2S)_D*rr，預(yù)言了它們的總衰變寬度；預(yù)言了它們的一些主要半輕和非輕衰變道的寬度；通過計(jì)算D(2S)介子在B介子半輕衰變中的產(chǎn)生率，預(yù)言了D(2S)介子可能的產(chǎn)生道。
　　D+r(2700)是Belle實(shí)驗(yàn)組在2006年首先發(fā)現(xiàn)的新粒子，自發(fā)現(xiàn)起，它的性質(zhì)就一直是人們關(guān)心的問題。為了弄清

5、D:J(2700)到底是2S態(tài)、ID態(tài)還是S-D(23Si—13D1)混合的1一態(tài)c虧粒子，在利用改進(jìn)的介子波函數(shù)重新計(jì)算了一些S波和尸波重介子的衰變常數(shù)之后，從衰變和產(chǎn)生兩個(gè)方面對它進(jìn)行了研究。分別考慮了D+](2700)粒子是2S態(tài)和ID態(tài)的情況，計(jì)算了非輕衰變道B+_DOD+J(2700)昀分支比；通過計(jì)算OZI允許的強(qiáng)衰變，估計(jì)了2S態(tài)和ID態(tài)D?J(2700)的總衰變寬度；計(jì)算了級聯(lián)衰變B+_DOD+J(2700)×D:J(2

6、700)_DOK+的分支比。通過與實(shí)驗(yàn)測量值的比較，研究結(jié)果傾向于D:J(2700)是一個(gè)2S態(tài)的粒子。
　　為了探索中微子的性質(zhì)進(jìn)而發(fā)現(xiàn)新物理存在的證據(jù)，研究了重介子M產(chǎn)(D+，D}，B+)輕子數(shù)破壞(Lepton-number Violation，LV)為2(△L=2)的半輕衰變Mi+一粵j-宅亨Mf(Ei，2=e，肛)。這些衰變在標(biāo)準(zhǔn)模型(StandardModel，SM)中是不存在的，并且只有當(dāng)中微子是Maj orana型