BLMSSM模型中的B物理及CP破坏

Although direct evidence of new physics beyond the Standard Model has not been found in LHC in recent years, the deviation of CP-violation, RD and RD* from Standard Model in B decay are still observed. As an extension of the Minimal Supersymmetric Standard Model(MSSM), the supersymmetric model with local gauged B and L(BLMSSM) can explain the origin of the matter–antimatter asymmetry in the Universe by introducing new gauge groups which are broken around TeV scale, and the cold dark matter candidates are also contained. In this proposal, we will investigate the CP-violation, RD and RD* of B decay in BLMSSM. With effective Hamilton method, the Wilson coefficients can be extracted and then evolved down to hadronic scale. The contributions from new physics will be studied in numerical section. With helicity amplitudes, the decay width, cross section and branching ration under different polarization can be calculated. By doing this, we will get complete angular distribution of the considered process, which may be helpful for searching new physics signal.

近年来，虽然LHC观测中并没有发现超出标准模型新物理的直接证据，但B介子衰变的CP破坏、RD及RD*与标准模型预期仍存在一定的偏差，为寻找新物理提供了窗口。作为对最小超对称模型的扩充，重子数和轻子数满足局域规范的超对称模型（BLMSSM）通过引入新的对称群并使其在TeV能标破缺，解释了宇宙中物质-反物质不对称问题，并提供了冷暗物质候选者。本项目拟在BLMSSM模型中用采有效拉氏量方法提取B介子衰变的Wilson系数并进行能标演化，研究B衰变的CP破坏、RD及RD*，对来自新物理的贡献进行数值分析。此外，对上述过程还将采用螺旋度（Helicity）振幅方法计算不同极化下的产生截面、衰变宽度和分支比，得到相应的角度分布，进而为实验上寻找可能的新物理信号提供依据。

为解决标准模型中的规范等级等问题，人们提出了不同的理论模型，超对称是其中一个重要方向。在本项目中，我们考虑了重子数和轻子数满足局域规范对称的超对称扩充模型。通过引入重子数和轻子数的局域规范对称，并使其在TeV能标附近破缺，BLMSSM模型可以自然地产生微小的中微子质量。并且，模型中引入了第四代和第五代夸克以及新的规范玻色子以及超场X，为可能的新物理信号提供了丰富的理论来源。 . 味道改变中性流过程b→sγ仅发生于圈图过程，对新物理信号十分敏感。在本项目中，我们基于对称群SU(3)_C×U(2)_L×U(1)_Y×U(1)_B×U(1)_L，在BLMSSM模型中计算了超对称粒子及其相互作用对B介子衰变过程的单圈修正。B ̅→X_Sγ分支比的标准模型理论值与当前实验观测符合的很好，这对新物理模型中参数空间提出了严格限制。从模型拉氏量提取相关粒子的质量项及相互作用项，我们计算了单圈费曼图对应的费曼振幅，给出分支比的解析表达。数值部分，我们编写数值程序讨论了分支比随不同模型参数的变化区间，给出分支比允许的参数设置。用有效拉氏量算法，我们还计算了 B ̅→X_sγ过程的直接CP破坏和B→K^*γ过程中与时间相关的CP不对称性。数值结果表明，B ̅→X_sγ直接CP破坏A_CP对模型参数不敏感，来自新物理的贡献很小。B→K^*γ过程的CP不对称S_(K^*γ)对耦合系数λ_1,3变化不明显，而对X场质量参数μ_X,B_X、耦合系数 λ_(Q,D)以及参数v_bt的变化显著。在一定的参数选择下新物理的单圈修正可以达到-0.28。. 此外，我们还研究了具有最小R宇称的超对称中的轻子味道破坏过程。对Z→ν_iν_j过程，我们研究了单圈三角图的贡献，从相关振幅中提取Zν_iν_j相互作用系数，得到了新物理对该过程分支比的修正，并数值分析了分支比对tan⁡β、Dirac质量参数M_D^W和μ_(u,d)、标量轻子质量m_l的依赖关系。对l_α→3l_β过程，我们考虑了来自单圈企鹅图和Box图的单圈修正，并对解析结果进行了数值讨论。