Belle实验上的粲物理研究（英文）

总结了非对称正负电子对撞机KEKB的Belle实验上关于粲物理研究的最新发表或初步实验结果.主要包括:1D~0-D~0混合和CP破坏,一些衰变道给出了更为精确的新的实验测量结果;2寻找D~0介子的稀有衰变,给出了目前实验上最严格的分支比上限;3关于含粲强子研究的一些新结果,比如含双粲强子、含粲奇异强子等.     

相对论重离子碰撞中的喷注淬火和介质响应

本文简要回顾近年来在相对论重离子碰撞中喷注与夸克胶子等离子体相互作用方面的一些研究工作和进展,主要讨论以下4个方面:领头强子、整体喷注、重味夸克和介质响应.大横动量领头强子谱的压低是喷注淬火研究中最早被关注的观测量之一.在大横动量区间,系统研究了喷注淬火对部分子味道的依赖性,细致考虑了高能夸克和胶子对轻强子和重味强子的产生和核压低的贡献.在中低横动量区间,发现夸克组合机制和非微扰相互作用对解释轻强子和重味强子的核修正因子与椭圆流数据至关重要.整体喷注是近年来喷注淬火研究中的一个热点.利用贝叶斯分析研究了单举喷注和光子-喷注的横动量谱压低效应,定量提取了整体喷注的能量损失及其分布.系统性地研究了整体喷注的内部结构,如喷注形状函数、喷注腰围和喷注横动量弥散、整饰喷注的劈裂函数和劈裂半径、重组大半径喷注以及喷注内重味强子的径向分布等.介质响应一直是喷注淬火研究中的一个重点和难点.喷注在夸克胶子等离子体中的能动量损失会在喷注的传输方向激发出马赫锥等效应,同时在后方会产生扩散尾流.细致研究了介质响应对喷注周围的能量分布以及重子介子产额比的影响;提出了在光子或Z玻色子标记的喷注事例中探测扩散尾流的...     

粲粒子的弱衰变(摘要)

近年来,实验发现了D~ ,D~0和F~ 的寿命不同,实验还发现了这些粲粒子的半衰变分支比等性质相差很大,从而引起了人们广泛的兴趣。有人试图用QCD辐射修正来解释这一现象,分析表明QCD辐射修正无法解释粲介子半轻衰变分支比的巨大差异。近年来,应用Penguin图解释K介子衰变获得一定的成功,但Penguin图不能用于     

中性D介子半轻子衰变分支比的理论计算

根据4种将非微扰的强相互作用参数化为形状因子的模型得到的4种强子形状因子,分别计算了中性D介子D~0→K~-e~+ν_e和D~0→π~-e~+ν_e两个半轻子衰变过程的衰变分支比.将计算结果与实验测量值比较,得到极点修正模型对D_0→K~-e~+ν_e过程的理论计算结果中心值与实验测量值非常接近,而对D~0→π~-e~+ν_e过程两参量多级展开模型符合较好.然而由于非微扰效应的存在,形状因子f+(0)和强耦合常数g等参数误差过大,因此得到的理论计算结果误差较大.     

重轻介子的一种相对论方程

重味介子在强子谱研究中扮演着特殊的角色,它是含重夸克的最简单的强子体系.借助相对论性势夸克模型计算了各种D介子基态以及S波低激发态的能量,结果表明除了耦合道引起的质量移动外,赝标重味介子与矢量重味介子的质量分裂可归因于重轻夸克间的自旋耦合能.     

BESⅢ粲物理（英文）

分析BESIII探测器在质心系能量3.773和4.599GeV采集的2.93和~0.567fb-1数据,报道了衰变常数fD~+和D介子半轻子衰变的形状因子,D~+→K~0_Sπ~+π~0的Dalitz图分析,D→K~0_S/Lπ~+π-和K-π~+强相差,D~0D~0混合参数yCP的测量;2体强子衰变D~0(~+)→ωπ~0(~+),稀有衰变D~0→γγ和D~+→K(π)±ee~+的寻找以及Λ~+c→Λe~+νe和12个强子衰变绝对分支比的测量.     

介子-重子的对称性、夸克和新的粒子模型

按照衰变和结构,介子应与轻子统一.引入新的组合量子数F’=|B+I-S|,则基态介子-重子量子数等距并统一.提出了重味强子的寿命公式和等比关系.讨论了量子数三角形和四面体.对夸克模型,可能微粒子运动产生出现具有对称性的幻夸克.探讨了两体模型和亚夸克.最后提出粒子三代结构等的新模型.按照Occam剃刀原则,粒子基本结构只应该有光子、电子和质子.     

高能质子-质子和重离子碰撞中粲物理的研究进展

总结了RHIC能区质子-质子和重离子碰撞中粲物理的研究和进展.介绍了RHIC-STAR上开粲与粲偶素测量的最新成果.在从实验上验证QCD理论,理解重味夸克与介质相互作用,解释开粲与粲偶素不同的产生机制等方面都有重要的价值,并帮助我们研究和理解重离子碰撞产生的QGP新物质形态的基本特性.     

相对论氘-金对撞中的末态效应研究

本文利用多相输运模型（AMPT）研究了相对论氘-金对撞中强子形成机制及随后的末态相互作用对强子产额的影响.如果考虑强子由弦碎裂产生并且引入末态强子散射机制,那么模型计算的反质子和π-介子增强幅度的比值与RHIC上的实验数据符合.对π-介子,K-介子,反质子,φ介子,Λ和Ξ重子对心碰撞相对于偏心碰撞的核修正因子（RCP）的系统研究表明,在中高横向动量区这些强子的RCP具有质量依赖性,这一质量依赖性起源于末态强子散射.如果强子由夸克重组产生,那么这种质量依赖性将会消失,强子的反奇异夸克组分对其增强幅度有较大影响.这一计算首次表明弦碎裂强子化和末态强子散射机制能够较好地描述RHIC能区氘-金对撞中Cronin效应的强子种类依赖性.模型预言的不同强子的相对增强幅度可供实验研究参考.     

含单个重味夸克强子的扩展手征SU(3)夸克模型研究

依据QCD基本性质建立的扩展手征SU(3)夸克模型可以很好地解决轻强子方面的问题,本文将该模型应用到重味领域,通过变分法计算自旋为0和1的基态含单个重味夸克介子D、Ds、B、Bs,与自旋为1/2和3/2的基态含单个重味夸克重子ΛQ、ΣQ、ΩQ、ΞQ(其中Q代表c或b夸克)的质量,得到一些初步的结果.当含单个重味夸克介子质量的数值结果基本符合实验值时,实验上已发现的重味重子ΛQ、ΣQ、ΩQ、Σ*Q、Ω*c质量的理论值与相应实验值和其它理论方法的结论也基本符合,除了ΞQ、Ξc*的计算值偏大;实验上未发现的重味重子Ξ*b,Ω*b质量的理论预测值与其它理论方法所得结果偏差不大.同时,简要分析了强子内部的相互作用.     

b介子强子衰变过程的高阶修正唯象研究

正我校物理电子工程学院樊莹莹博士2015年获批国家自然科学基金青年项目:b介子强子衰变过程的高阶修正唯象研究,项目编号:11505148.重味b介子物理是精确检验标准模型、验证QCD理论、探索新物理的重要前沿研究领域.1999—2011     

RHIC能区夸克物质性质和QCD相结构的实验研究

本文讨论了RHIC-STAR相对论重离子碰撞实验近年来重要的结果.主要包括高能重离子碰撞中夸克物质的集体运动性质和能量扫描实验中各阶集体流的研究,守恒荷的高阶矩与强相互作用相变临界点的探索,以及重味、奇异粒子和轻核产生的测量.我们发现STAR实验最高能量的重离子碰撞中形成了热化的夸克物质,多个信号表明当碰撞能量低于39 Ge V之时,可能进入了强相互作用相图的临界区.最后对未来重离子碰撞实验的运行计划和研究重点做了展望.     

核环境中的多重散射和能量损失

当快速部分子在核介质中传播时会和介质中的其他部分子发生多重散射,从而导致横动量展宽效应以及喷注淬火效应.本文综述了基于微扰QCD高扭度因子化计算核环境中部分子横动量展宽的最新进展,讨论了高扭度展开框架下的部分子能量损失计算及其在RHIC和LHC上高能核碰撞中领头强子产生中的应用.具体介绍了扭度-4过程的次领头阶计算,论证了核环境中双重散射的QCD因子化定理,证明了核介质性质的普适性并推导出了核介质性质的QCD演化方程,发现RHIC和LHC质子-原子核碰撞中向后快度区强子产生的核增强现象可被解释为非相干双重散射效应.进一步给出了高扭度展开框架下部分子能量损失效应对高能核核碰撞中大横动量强子谱产生的次领头阶数值计算方法,分别计算了π0,η,ρ0,?, KS0和ω等领头介子的产额及其核修正因子,讨论了不同领头强子的产额比,通过对核修正因子的理论计算与实验数据进行对比来抽取喷注输运参数,发现相对论重离子碰撞中领头强子谱的压低需要同时考虑初始喷注谱、能量损失机制和真空部分子碎裂函数这三个部分的影响.     

200GeV下Cu+Cu碰撞中强子产额及其产额比的研究

在夸克组合图像下考虑因子化假设并计入净夸克的影响和强衰变、电磁衰变的贡献,推导出各种末态强子的产额公式.利用产额公式计算RHIC能区Cu+Cu碰撞中质心系能量为200GeV中间快度区不同中心度下的强子产额及产额比,并与实验数据进行比较.通过比较发现,质心系能量为200GeV的Cu+Cu碰撞从中心到边缘的理论计算结果在误差范围内与实验数据符合.     

两体非轻衰变Υ(nS)→B_cM过程的研究

对B介子对阈值以下的Υ(nS)粒子的两体非轻弱衰变过程进行了研究(其中n=1,2,3).考虑QCD对强子矩阵元的修正,利用非相对近似下的波函数计算了Υ粒子跃迁到B_c介子的形状因子,给出了相应过程的分支比,研究表明Υ(nS)→B_cρ过程的分支比较大,可以达到10~(-10)量级,有望在未来高统计量的重味物理实验中被探测到.     

B_q~*→D_qV和P_qD~*非轻弱衰变的研究

基于强子、电子对撞机LHC和Belle-Ⅱ上的重味物理实验,详细研究了B~*→DD~*、Dρ~-、DK~(*-)、πD~*和KD~*等非轻衰变.采用简单因子化方法计算了这些过程的衰变振幅,并利用BSW模型计算了和这些过程相关的形状因子,进而给出了这些衰变过程的分支比和极化分数.从数值结果来看,B_q~*→D_qD_s~(*-)和D_qρ~-衰变有比较大的分支比,数量级高达10~(-8).因此,这两个过程将有望较早地被LHC和Belle-Ⅱ实验所观测到.     

基于全息分布振幅D、D_s→K~*跃迁形状因子的计算及相关半轻衰变的研究

利用全息分布振幅,通过光锥求和规则在完整QCD框架内计算了D、D_s→K~*跃迁形状因子.由于只与带电流相关,D→K~*衰变只涉及4个半轻类型的跃迁形状因子A_1、A_2、A_0、V.D_s→K~*衰变既与带电流相关也与味改变中性流相关,除了上述4个跃迁形状因子外还涉及3个张量类型的跃迁形状因子T_1、T_2、T_3.整体上来看,所给出的跃迁形状因子与以前文献中通过其他方法(基于传统分布振幅的光锥求和规则、格点模拟、光前夸克模型、重轻手征夸克模型)给出的结果在误差允许的范围内基本一致.利用给出的跃迁形状因子通过半轻衰变D~+→K~(*0)l~+νl、D~0→K~(*-)l~+ν_l结合分支比的最新实验测量结果确定了CKM矩阵元︱V_(cs)︱.预言了D_s~+→K~(*0)l~+ν_l过程的分支比并和当前实验测量结果进行了比较,可以被将来更为精确的实验所检验.     

退耦近似在重味夸克分布函数标度演化中的应用

核子中存在非微扰的intrinsic重味夸克FOCK态是量子色动力学的一个严格理论预言,对这个预言的研究是当前重味夸克物理中的一个重要课题.采用退耦近似,忽略intrinsic重味夸克与轻味夸克及胶子的混合贡献,可把异常复杂的重整化群演化方程近似处理为通常的胶子、轻味夸克、extrinsic重味夸克演化方程及intrinsic重味夸克非单态演化方程.详细分析intrinsic粲夸克概率为1%,3.5%情况下退耦近似演化的计算结果,对退耦近似的可信度进行详细分析,给出退耦近似下任意概率粲夸克分布.     

重夸克展开至次领头阶D→K~*lν衰变的研究

在重夸克有效场论(HQEFT)的框架内,考虑重夸克展开次领头阶修正,对D→K*lν半轻衰变过程进行了研究.首先利用光锥求和规则的方法计算了D→K*跃迁形状因子A1、A2、A3、V.对于重夸克展开领头阶部分,考虑K*介子光锥分布振幅到扭度4;对于次领头阶修正,只考虑扭度2的分布振幅.计算表明,重夸克展开次领头阶对不同跃迁形状因子有不同的修正,最大为领头阶结果的17.5%.在此基础上计算了相应半轻衰变过程D+→K*0l+ν、D0→K*-l+ν的分支比,两者都与实验符合的很好.     

讨论粲强子J/Ψ的衰变模式

在幺正手征微扰方法下讨论了粲强子J/Ψ衰变的两种模式.第一种衰变模式是J/Ψ衰变为一个矢量介子和一个标量介子的过程,很多实验结果可以通过这一理论得到很好的描述,此时其标量介子被认为是通过赝标量介子-赝标量介子相互作用动力学产生的标量共振态.受此工作启发,这一理论进一步被推广到研究粲强子J/Ψ衰变为一个矢量介子和一个张量介子的过程,此时张量介子被认为是通过矢量介子-矢量介子相互作用动力学产生的张量共振态.讨论了这种新的衰变模式,通过比较理论计算结果和感兴趣的北京谱仪上的实验数据,发现只需要引入1个参数就可以很好地描述实验上4个独立过程的衰变分支比,从而表明提出的这一新衰变方式可以合理地描述目前已知的实验数据.