Нелептонные распады Вс-мезонов в релятивистских кварковых моделях

• Автор: Пахомова, Ольга Николаевна
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 97 с. : ил.

Оглавление
Введение.

Глава 1. Распады Вс- мезонов в 3-, Р- и 3) волновые

состояния чармония.

1.1 Модель жесткого одноглюонного обмена

1.2 Матричные элементы распадов Вс —> сс[2з+1ь^тт(р)

1.3 Результаты

1.4 Распады в поляризованные .//^-мезоны

Глава 2. Распады Вс —► 3)3) ' в релятивистской кварковой

модели

2.1 Угол смешивания Кабиббо-Кобаяшн-Маскава у

2.2 Релятивистская кварковая модель
2.3 Матричные элементы распадов Вс —> Д,Д
2.4 Результаты расчетов
Глава 3. Лептонные константы тяжелых кваркониев
в потенциальном подходе нерелятивистской КХД.
3.1 Лептонные константы
3.2 Потенциальный подход нерелятивистской КХД
3.3 Численные оценки
Заключение
Приложение 7
Список литературы

Введение
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы.
Щ-мезон является тяжелым кварконием (Ьс) с открытыми очарованием и прелестью. Это единственная долгоживущая система, состоящая из двух тяжелых кварков различного аромата (все состояния, содержащие 1-кварк, вследствие его большой массы не являются стабильными). Семейство мезонов занимает промежуточное положение в спектре масс тяжелых кваркониев между чармонием (сс) и боттомо-нием (ЬЬ) [1, 2].
Системы со скрытым ароматом достаточно хорошо изучены экспериментально, в то время как статистика по Щ-мезонам, вследствие большого фона и трудностей в выделении сигнала, пока еще не велика. Теоретические методы, применяемые для изучения чармония и боттомо-ния, можно распространить для описания свойств кваркония с открытым ароматом, а экспериментальное наблюдение системы (Ьс) может послужить тестом для теоретического исследования и детального изучения сектора тяжелых кварков.
Семейство Щ-мезонов содержит 16 узких состояний, их спектр может быть достаточно надежно рассчитан, как в рамках КХД-мотиви-рованных нерелятивистских потенциальных моделей |3, 4], так и в правилах сумм КХД [5, 6, 7, 8, 9]. Следовательно, экспериментальное описание свойств системы (Ьс) может служить тестом самосогласованное для потенциальных моделей и правил сумм КХД, параметры которых (массы кварков, например) фиксировались при фитировании спектроскопических данных чармония и боттомония.
Изучение семейства Д--мезонов может существенно улучшить количественные характеристики кварковых моделей и правил сумм КХД, что, в свою очередь, уточняет параметры электрослабой теории, способствует исследованию эффектов нарушения СР-инвариантности, полезно при извлечении значений элементов матрицы смешивания слабых заряженных токов тяжелых кварков [10, 11, 12, 13, 14]. Кроме того может

обеспечить информацией о массах Ъ- и с-кварков, а также о лемтонных константах, точке нормировки нелептонного слабого лагранжиана в распадах Вс -мезонов. Таким образом, экспериментальное исследование системы (6с) приведет к уменьшению теоретических неопределенностей, связанных, главным образом, с массами кварков и нормировкой слабого лагранжиана.
Большим плюсом при изучении мезонов с тяжелыми кварками является малость параметра Л/тф (масса тяжелого кварка та гораздо больше масштаба конфайнмента Л), определяющего ненертурбатив-ные эффекты в адронах. В частности, малая величина константы КХД од ~ Тиф,1 /л) определяет надежность вычислений жестких процессов с тяжелыми кварками по теории возмущений КХД.
Энергия связи тяжелого кварка в адроне мала, следовательно, мала виртуальность и движение тяжелого кварка в адроне можно считать нерелятивистским в ведущем приближении. Благодаря такому приближению, характеристики адронов, содержащих тяжелые кварки, с хорошей точностью описываются в рамках нерелятивистских потенциальных моделей [3, 4, 15].
Как и другие мезоны с открытым ароматом, основное состояние семейства Вс(0~)-мезон является долгоживущей частицей, распадающейся за счет слабого взаимодействия и имеющей время жизни с сравнимое с временами жизни В- и О- мезонов, что существенно отличает Вс от тяжелых кваркониев 7]с и % которые распадаются в процессах сильного взаимодействия. Поэтому изучение распадов Вс мезона является той областью физики тяжелых кварков, в которой можно извлекать значительную информацию как о динамике КХД, так и о слабых взаимодействиях.
Слабые распады Вс мезонов в основном идут но двум каналам:
6-кварковый распад с с-кварком снектатором и с-кварковый распад с 6-кварком снектатором. Доминирующий вклад во время жизни -мезона дают с-кварковые распады (около 70%) в то время как Ь-кварковьш дает вклад примерно 20% [1, 16]. Наличие тяжелого валентного кварка-спектатора должно приводить к большой вероятности мод распада Вс с

Очевидно, ЧТО при ГПз « о
£(ДС* -Ч Щр) и £(ДС* - .//#-) = 1. (1.59)
Расчет с учетом массы р-мезона дает
ав*с -> 1/фр) = о.
Итак, в данном разделе диссертации показано, что ширины распадов векторных Д*-мезонов Г(В* —> J/фp) и Г (В* —> ]/фж) в 1.35 и 1.58 раза больше, чем ширины соответствующих распадов псевдоскалярных ДзНйезонов. В распадах Д*-мезонов ,1/ф-мезоны рождаются поперечно-поляризованными (а = 0.40 для В* —> J/фp и а « 0.45 для В* —> ]/фж), а в распадах Вс-мезонов - продольно-поляризованными (а = —0.85 для Вс —> 1/фр и а и —1.0 для Дс —> 1/фж). Поляризация ДД мезона практически полностью передается 31Ф~мезону в распаде В* —> J/фж и на 97% в распаде Д* —> J/фp.