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在标准模型中,由于不存在右手中微子以及SU(2),群的规范不变性和可重整性,中微子质量为零,对于每一代轻子轻子数都是严格守恒的。在最近十几年中,味物理的研究有了突破性的进展。大气中微子振荡实验表明中微子具有质量,且三代之间有混合,这意味着轻子部分存在味破缺。t是标准模型中最重的轻子,对味物理较电子和μ子更敏感。因此,研究t的轻子味破缺过程可以检验新物理模型又可以为实验上找寻t轻子稀有衰变过程提供理论依据。
实验上已对轻子味破缺衰变进行了探测。Babar和Belle实验组报道了很多的关于这些荷电轻子t味破缺过程实验数据,其中对一些衰变过程的实验上限己提高到O(10-6)。随着实验更精确的测量,Babar和Belle实验组必将收集到越来越多的t衰变数据。
理论方面,在一些新物理框架下对t的轻子味破缺过程已有大量研究。研究结果表明,衰变分支比已达到O(10-8)~O(10-6),这样的结果在目前的高能实验中是完全可以探测到的。因此超出标准模型的轻子味破缺t衰变对实验是非常敏感的。
t-→u-PP(PP=K+K-,K0K0,π+π-,π0π0)衰变属于轻子味破缺过程,在标准模型中是禁戒的,那么对这些衰变的研究能为超出标准模型的具有轻子味破缺的新物理的信号提供敏感的探针。在对标准模型的扩展中,人们普遍认为中性的Z’玻色子是存在的,其对应附加的U(1)’群是对标准模型中的U(1)群的最经济的扩充。当新增加的非普适规范波色子Z’和标准模型中的费米子之间的手征耦合矩阵非正比于一个对角矩阵时,t轻子的半轻衰变过程中会产生味改变中性流。
本文是在味改变Z’模型下考虑了左手和右手的味改变耦合对这些衰变过程进行了研究。t-→μ-PP衰变过程,能量在2Gev以下,并且共振态有贡献,因此对这些衰变过程中强子部分用了非微扰方法--RXT(共振手征理论)。t轻子是唯一能衰变为强子的轻子,t轻子衰变提供了一个极好的环境去研究QCD的非微扰动力学。在这些衰变中,由于大多数中间共振态有宽的衰变宽度,中间共振态可能有重要的作用。另一方面,t轻子衰变的末态包含共振态的实验已经探测了分支比和光谱函数。本文基于粒子物理表的最新测量数据,研究结果表明在一定的参数范围内,这些衰变的分支比能提高到目前的实验限。我们还得到了实验数据对味破缺Zt模型耦合参数的限制O(10-3)~O(10-2),与以前文献中的限制一致,这可为以后的高能实验探测提供理论指导和探测Z’这种新粒子的可能物理效应提供了理论指导。