[论文解读] Decays of the B_c meson

V. V. Kiselev|ArXiv.org|Aug 21, 2003

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 12

一句话总结

本文综述了使用有效场论（pNRQCD、vNRQCD、HQET）、QCD求和规则和势模型对B_c介子衰变的理论预测，表明各种方法的分支比结果一致。预测粲夸克衰变占主导（70%），底夸克和弱湮灭贡献分别为20%和10%。预计在未来LHCb和Tevatron运行中可探测到10^4–10^5个衰变事件。

ABSTRACT

We summarize theoretical predictions on the decays of B_c meson.

研究动机与目标

• 总结并比较使用多种基于QCD的方法对B_c介子衰变的理论预测。
• 评估B_c介子的主导衰变模式及其分支比，特别关注粲夸克和底夸克的贡献。
• 评估在LHCb和Tevatron Run II等未来强子对撞机实验中观测B_c衰变的可行性。
• 为指导实验搜索，提供关键衰变模式分支比的定量估计。

提出的方法

• 应用算符乘积展开（OPE）和有效场论（pNRQCD、vNRQCD、HQET）描述B_c中非相对论性重夸克动力学。
• 使用QCD求和规则和势模型计算非微扰强子矩阵元。
• 在有效理论中微扰计算威尔逊系数和异常维数。
• 通过微扰修正和跑动方程将有效理论结果与完整QCD匹配。
• 比较不同框架（OPE、求和规则、势模型）的预测，以评估一致性与不确定性。
• 基于产生截面、分支比和探测器效率，估算LHCb和Tevatron中的可探测衰变速率。

实验结果

研究问题

• RQ1 B_c介子的主导衰变模式是什么？它们对总宽度的贡献占比是多少？
• RQ2 OPE、QCD求和规则和势模型等不同理论方法在预测B_c分支比方面有何异同？
• RQ3 粲夸克衰变、底夸克衰变和弱湮灭对B_c总寿命的相对贡献分别是多少？
• RQ4 在考虑实际探测效率的前提下，LHCb和Tevatron Run II实验中预计可探测到多少个B_c衰变？
• RQ5 中性K介子和π介子探测中的不确定性如何影响CP偶和CP奇D0态可观测分支比？

主要发现

• 粲夸克衰变主导B_c的寿命，贡献约70%的总宽度。
• 底夸克衰变和弱湮灭分别贡献约20%和10%的总衰变宽度。
• 预测B_c → D* D̄*的分支比约为40.4 × 10^−6，是主要衰变模式之一。
• 对于CP偶D0态，分支比乘积估计在0.5%至1.3%之间；对于CP奇态，范围为1.5%至3.8%。
• 在LHCb和Tevatron Run II中预计产生数十亿个B_c事例，可探测到10^4至10^5个金质模式衰变。
• OPE、求和规则和势模型的理论预测具有良好一致性，其中求和规则因输入重夸克质量更精确而具有更小的不确定性。