横动量因子化方案下b夸克弱衰变中顶角修正的研究

b quark weak decay is an wonderful place to test the particle physics standard model and to investigate the new physics, the theoretical study is now encountering the incomparable opportunities accompanied with the well-running LHC and the starting Belle-II experiments. This project is proposed to calculate the vertex corrections of b quark weak decay in the framework of transversal momentum factorisation, the QCD and QED corrections to four fermion effective operators at tree level will be focused on, aiming to versify the factorisation theory, and based on which to improve the prediction power of PQCD approach in B meson decay. Subsequently some “puzzles” and/or anomalies in the standard model will be revisited and simultaneously provide some theoretical supports for new physics searching.

b夸克的弱衰变过程是精确检验粒子物理学标准模型和探究新物理的理想场所。伴随着目前良好运行的LHC和已经开始取数的Belle-II实验，理论研究的发展迎来了一个极好的时机。本项目研究基于横动量因子化方案来计算b夸克弱衰变中的顶角修正，重点关注对四费米有效算符的QCD和QED顶角修正，在验证kT因子化方案有效性的基础上提高微扰QCD（PQCD）方法对B介子衰变唯像研究的预言能力，尝试在标准模型里解释一些实验上存在的反常，同时也为可能存在的新物理探究提供理论支持。

随着LHCb和BelleII的继续取数，开展重味物理的精确研究对于我们理解量子色动力学以及物质反物质的不对称性有重要意义。本项目立足于味物理开展标准模型精确检验的研究，重点关注相关轻强子态内部结构的精确描述和B衰变过程中共振态的宽度效应。项目组成员利用已有的实验数据和基于QCD理论的基本方法讨论了单个pion介子和两pion介子态的数学描述并对相关的非微扰参数进行了唯象学抽取，所得结果直接应用到了我们对于B介子三体衰变过程的中间共振态宽度效应的研究。本项目执行过程中发现的主要科学结果包括：（1）把描述单pion介子内部结构的最重要参数的精度提高了两倍以上，（2）把描述两pion介子态的展开参数和单rho、单pion介子的参数进行了关联分析，并发展了其在较大不变质量区域的解析表达式，（3）在微扰QCD理论框架下把pion介子电磁形状因子计算到目前最高精度，相关演化行为被BESIII实验组的最新测量所证实，（4）讨论了标量共振态介子在B介子三体弱衰变过程中的角色并着重计算了其宽度效应，这将为研究共振态粒子的基本性质提供一个新的机遇。