Bc介子衰变到粲夸克偶素的精确计算

About ten new channels of Bc rare decays have been observed and the corresponding decay rates have been measured at European Large hadron collider (LHC) in the last five years, which is very helpful to understand the properties of the meson with two different heavy quarks. The inconsistence between the theoretical prediction and data for certain ratio of decay rates of Bc meson is found in the studies, the ultimate solution of which is significant to understand the Quantum Chromodynamics (QCD) theory. In this project, we will investigate the decays properties of Bc into charmonium under nonrelativistic QCD effective theory. It includes the next-to-leading order (NLO) corrections to the form factors of Bc into charmonium by tensor currents, the unitary constraints on the form factors of Bc into charmonium at the minimum recoil region, and some phenomenological analysis after employing the general formulae. These studies will enhance our understanding of the decays properties of Bc meson and precisely test QCD theory.

近五年来，在欧洲大型强子对撞机上人们陆续发现了Bc介子近10个道的稀有衰变，并测量了这些道的衰变分支比，为理解自然界由两种不同重夸克组成的介子提供了很大的帮助。在研究过程中人们发现Bc介子某些衰变相对分支比存在理论预言与实验值不完全一致的地方，这些问题的最终解决对于理解量子色动力学理论有重要意义。在本项目中，我们将在非相对论量子色动力学理论下研究Bc介子到粲夸克偶素的衰变，包括在次领头阶水平下计算Bc介子通过张量流到粲夸克偶素的形状因子，利用幺正性方法限制Bc介子到粲夸克偶素形状因子在小反冲区域的变化曲线，并利用这些普适性的结果做一些具体过程的唯象学分析。通过这些衰变过程的精确研究，我们预期能对Bc介子的衰变性质有一个更为深入的认识，同时便于我们精确检验量子色动力学理论。

味物理对于标准模型的精确检验和新物理信号寻找有重要的作用。近几年来，在底夸克到粲夸克半轻衰变过程中，实验发现了与理论预言不一致的地方。本项目利用幺正性关系系统研究了Bc介子衰变到S波和P波粲夸克偶素的形状因子，运用z展开级数的方法确定了Bc介子到粲夸克偶素形状因子随反冲动量的变化曲线；同时对Bc介子的两体和三体衰变进行了唯象研究，模型无关的方法确定了R_J/psi等观测量，提高了标准模型的理论预言精度；在底夸克质量无穷大的极限下讨论了Bc介子衰变到粲夸克偶素形状因子的普遍规律。这些结果有助于加深理解量子色动力学性质和色禁闭原理。此外基于本项目的部分研究成果，项目主持人于2018年入选江苏省青蓝工程优秀青年骨干教师。