重味强子衰变过程CP破缺的唯象研究

CP violation is a very important phenomenon in particle physics. One well known origin of CP violation is the complex phase of CKM matrix in Standard Model. Nevertheless, there are very rich physical contents of CP violation which are not fully understood within Standard Model. In recent years, along with the re-running of Large Hadron Collider (LHC) after its upgrading, our knowledge of CP violations in bottom hadron decay gets more accurate and detailed. Meanwhile, one can anticipate that more experimental data on CP violations of charmed hadron decay would be available in the near future. Consequently, it is urgent to conduct theoretical study on CP violations in heavy hadron decays. The main goal of this project is to study regional CP violations reduced by the interference of amplitudes corresponding to different intermediate resonances in three-and-four-body decays of bottom and charm hadron. The applicant of this project is experienced in this area. The completion of this project will surely deepen our understanding of CP violation.

CP破缺是粒子物理中重要的研究领域。在标准模型中，CP破缺的要素之一是CKM矩阵中的复相位。时至今日，即使是在标准模型框架下，我们仍然没有完全理解CP破缺所包含的丰富物理内容。近几年，随着大型强子对撞机（LHC）的继续运行，人们对底强子衰变过程中的CP破缺（如三体衰变过程中的局部CP破缺）有了更精确和详细的认识；另外，可以预见，在不远的将来，与粲强子有关的CP破缺现象也将有更多实验数据。因此, 对重味强子衰变过程中的CP破缺的理论研究变得尤为迫切。本项目将对底夸克和粲夸克强子三体及四体衰变过程中的CP破缺现象 （特别是中间共振态对应振幅之间的干涉所引起的局部CP破缺）进行理论研究。项目申请人在重味强子衰变过程CP破缺的理论研究方面有较丰富的经验。本项目如能完成，将增进我们对CP破缺及强弱相互作用的理解。

本项目对底介子三体、四体非轻子衰变粲介子三体衰变过程中的CP破缺进行初步的理论研究。在B介子三体衰变方面，采用QCD因子化方法研究了级联衰变 B+ --> K+(pi+)rho(770) --> K+(pi+) pi+ pi-及B+ -->K+(pi+)f0(500) --> K+(pi+) pi+ pi-的局部CP破缺；本研究在考虑新物理效应的基础上对D介子三体衰变道的CP破缺进行了理论研究；此外，在B介子四体衰变方面，研究了B+ --> K+ pi+ pi- pi0过程，特别是级联衰变B+ --> K+ omega --> K+ pi+ pi- pi0的CP破缺。相关研究增进了我们对CP破缺的理解与认识，对未来与之相关的实验具有指导意义。