B介子混合、稀有衰變與新物理修正研究.pdf

1、本文在標(biāo)準(zhǔn)模型(SM)和Top夸克雙Higgs模型(T2HDM)下，對(duì)B介子輻射衰變B→_x<,8>γ,B<'0>-B<'0>混合，半輕衰變B→X<,8>e+e<'->和B→K<'*>e+e<'->等稀有衰變過(guò)程進(jìn)行了分析和研究，對(duì)Top夸克雙Higgs模型的參數(shù)空間進(jìn)行了限制，計(jì)算并分析了新物理的貢獻(xiàn)，得到了一些有意義的結(jié)果。 第一、二章，對(duì)B物理理論研究的基本情況和實(shí)驗(yàn)測(cè)量的歷史與現(xiàn)狀做了簡(jiǎn)要的概括。系統(tǒng)地介紹了標(biāo)準(zhǔn)模型和B

2、介子非粲衰變、B<,0>-B<,0>混合的基本理論框架。給出了標(biāo)準(zhǔn)模型下B介子衰變的有效哈密頓量，Wilson系數(shù)的具體表達(dá)式，以及重整化群演化方程，并且給出了標(biāo)準(zhǔn)模型下B<,0>-B<,0>混合強(qiáng)度的相關(guān)理論公式。 第三章，對(duì)雙Higgs模型做了簡(jiǎn)要的介紹。 第四章，在Top夸克雙Higgs模型下，計(jì)算由Higgs粒子導(dǎo)致的新的企鵝圖和箱圖對(duì)B介子稀有衰變過(guò)程B→X<,8>γ,B→X<,8>e+e<'->,B→K<'*

3、>e+e<'->和B<,0>-B<,0>混合過(guò)程的貢獻(xiàn)，抽出與新物理貢獻(xiàn)相對(duì)應(yīng)的Wilson系數(shù)。把這些新函數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)模型中的相應(yīng)部分組合在一起，從而對(duì)新物理的參數(shù)空間做出限制或?qū)捎^測(cè)物理量給出理論預(yù)言。通過(guò)計(jì)算，研究發(fā)現(xiàn)： ●根據(jù)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和T2HDM下B→X<,8>γ的理論預(yù)言，質(zhì)量小于200 GeV的荷電Higgs玻色子被排除掉。當(dāng)tanβ=30和δ=0°時(shí)，m日+的下限是m<,H+>≥300 GeV?，F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)將T

4、2HDM中出現(xiàn)的新CP破壞相角δ限制在較小的范圍內(nèi)，例如當(dāng)tanδ=30和m<,H+>=400 GeV時(shí)，δ<44°。 ●根據(jù)已經(jīng)測(cè)量得很好的物理量△M<,d>以及第一次觀測(cè)到的實(shí)驗(yàn)值△M<,8>，當(dāng)m<,H+>=400GeV，δ=[0°,60°]時(shí)，考慮強(qiáng)子參數(shù)的不確定性后。對(duì)tanβ的限制是tanβ≤30。當(dāng)tanβ較小時(shí)，如tanβ≤20，荷電Higgs玻色子的質(zhì)量大約在300 GeV是被實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所允許的。對(duì)m<,H+>

5、和tanβ的限制是相關(guān)聯(lián)的，在tanβ比較小(大)時(shí)，實(shí)驗(yàn)所允許的荷電Higgs玻色子的質(zhì)量下限就比較低(高)。 ●包含荷電Higgs玻色子的貢獻(xiàn)后，在所考慮的參數(shù)空間內(nèi)，有效Wilson系數(shù)C<'eff><,i>(m<,b>)(i=7γ，9V ,10A)理論值的符號(hào)總是與標(biāo)準(zhǔn)模型預(yù)言值的符號(hào)相同，干涉項(xiàng)的符號(hào)則保持不變。中性Higgs玻色子對(duì)C<,Q<,i>>(i=1,2)的貢獻(xiàn)與末態(tài)的輕子有關(guān)，當(dāng)e=e時(shí)，其貢獻(xiàn)可忽略；當(dāng)

6、e=μ，τ時(shí)，其貢獻(xiàn)在大tanβ的情況下很大。●在tanβ和δ較大，而荷電Higgs玻色子的質(zhì)量較小時(shí)，新物理的貢獻(xiàn)將大大改變有效wilson系數(shù)C<'eff><,7<,γ>>和C<'eff><,9V>的標(biāo)準(zhǔn)模型理論預(yù)言值。但是這兩個(gè)有效Wilson系數(shù)對(duì)B→X<,8>e+e<'->的分支比的貢獻(xiàn)相互抵消，最后使得分支比的理論值相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)模型的預(yù)言值改變較小。 ●中性Higgs玻色子對(duì)衰變過(guò)程B→X<,8>e+e<'->分支比

7、的修正能夠增強(qiáng)其標(biāo)準(zhǔn)模型的預(yù)言，但增幅很?。憾呻奌iggs玻色子對(duì)該衰變過(guò)程分支比的影響相對(duì)較大。 ●遍舉衰變B→K<'(*)>e+e<'->(e=e,μ)分支比的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)能夠?qū)2HDM的參數(shù)空間進(jìn)一步進(jìn)行限制?？紤]形狀因子的不確定性后，質(zhì)量大約是350 GeV的荷電Higgs玻色子是實(shí)驗(yàn)所允許的。包括新物理的貢獻(xiàn)后，遍舉衰變B→K<'(*)>e+e<'->(e=τ)的分支比理論值與標(biāo)準(zhǔn)模型預(yù)言值有明顯偏離。 ●在