博士论文-粲偶素产生和衰变过程中的非微扰机制研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 王倩 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2012 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 赵强 |
| 关键词 | 粲偶素衰变 中间介子圈 螺旋度选择定则 “$/rho/pi$疑难” |
| 学位专业 | 理论物理 |
| 中文摘要 | 粲偶素产生和衰变是研究介于微扰和非微扰能区之间强相互作用机制的一个比较理想的场所。在这个能区，微扰QCD和非微扰QCD的作用可以相比拟，导致它们之间的干涉变得很重要。因此关于粲偶素产生和衰变的相关过程的研究可以帮助我们更好地理解强相互作用QCD的性质。本论文主要研究中间粲介子圈在不同过程中的作用以便理解粲偶素衰变中长期存在的一个疑难，即“$\rho\pi$~疑难”。之前的研究工作表明强相互作用在~$\psi^\prime\toVP$过程中受到普遍的压低，其~$\psi^\prime\to \rho\pi$ 和~$\psi^\prime\toK^*\bar{K}+c.c.$过程衰变振幅可以和电磁贡献的振幅相比,此现象是最终理解“$\rho\pi$~疑难”的关键。因此有必要系统地研究~$\psi^\prime$衰变中强相互作用被压低的动力学原因，以及强相互作用和电磁相互作用的干涉。我们发现长程中间粲介子圈在~$J/\psi$和~$\psi^\prime$中的行为不一样。其在$\psi^\prime$衰变中的贡献相对比较重要，原因是~$\psi^\prime$比~$J/\psi$离粲介子打开的阈更近。因此，$\psi^\prime$~中的长程和短程振幅的相干相消导致了强相互作用在~$\psi^\prime\toVP$中的明显压低。对$J/\psi$ 和~$\psi^\prime\toVP$的系统研究为解释“$\rho\pi$~疑难”提供了一个定量的证据。; 其次，我们研究了中间介子圈在~$\eta_c$和~$\eta_c^\prime\toVV$过程中的影响。因为重夸克自旋对称性中~$\eta_c(\eta_c^\prime)$和~$J/\psi(\psi^\prime)$处于同一自旋二重态，所以~$\eta_c(\eta_c^\prime)\toVV$的强衰变与~$J/\psi(\psi^\prime)\toVP$过程具有很多相似的动力学性质。因此~$\eta_c(\eta_c^\prime)\toVV$过程可以作为检验“$\rho\pi$~疑难”中中间介子圈作用的另一个场所。基于BESIII上的最新实验数据，我们可以拟合$\eta_c\toVV$的五个衰变道，即~$\omega\omega$, ~$\phi\phi$, ~$K^*\bar{K}^*$,~$\rho\rho$ 和 ~$\omega\phi$,来限制短程和长程的贡献。$\eta_c^\prime\toVV$中的短程贡献可以由~$\eta_c^\prime$和~$\eta_c$的零点波函数的比值得到。同时，中间介子圈演化到~$\eta_c^\prime$可以给出~$\eta_c^\prime\toVV$中的长程部分的贡献。 由于~$\eta_c(\eta_c^\prime)\toVV$中的电磁贡献很小，其衰变过程中强相互作用占主导地位，所以可以在此过程中很好地研究强相互作用的两部分贡献，即长程贡献和短程贡献。综上所述，此过程为中间介子圈在粲偶素衰变中的作用进一步提供了证据。; 最后，我们研究了~$e^+e^-\to ~J/\psi\eta, ~J/\psi\pi^0,~\phi\eta_c$的线型，以便寻找中间介子圈存在的证据。因为轻介子是通过软胶子交换过程产生的，其动力学可以由粲介子圈来描述，因此很大程度上受到阈打开效应的影响。由于在粲偶素能区，同位旋为零的成分占主导，我们预言在~$D^0\bar{D}^{*0}+c.c.$和~$D^+D^{*-}+c.c.$之间，即$\sim3.876~\mathrm{GeV}$,存在一个模型无关的尖峰效应。注意到这个能区并不存在夸克模型预言的矢量共振态，因此实验上在~$e^+e^-\toJ/\psi\pi^0$过程中寻找这个结构可以很好确定粲介子圈在粲偶素衰变中的动力学地位。这也可以帮助我们理解Belle实验组在~$e^+e^-\toD\bar{D}+c.c.$中发现的~$X(3900)$增强行为，其可能就是~$D\bar{D}^{*}+c.c.$阈打开效应的一个反映。 |
| 学科主题 | 理论物理 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2016-02-25 |
| 源URL | [http://ir.ihep.ac.cn/handle/311005/210560]  |
| 专题 | 高能物理研究所_理论物理室_学位论文和出站报告 |
| 作者单位 | 中国科学院高能物理研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王倩. 博士论文-粲偶素产生和衰变过程中的非微扰机制研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2012. |
入库方式： OAI收割
来源：高能物理研究所
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