B介子衰变中新物理唯象研究

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LHC上Higgs粒子的发现,使得标准模型理论更加完善。但是仍然有很多问题标准模型无法完美的解决,同时当前的实验数据及理论限制并没有严格的限定Higgs理论部分是最小的,即仅含有一个Higgs二重态。我们在本文中讨论了标准模型的Higgs部分的扩展即双Higgs二重态模型的可能性。我们利用在BaBar合作组,Belle合作组以及LHCb合作组收集到的B介子数据,结合LHC关于Higgs物理的观测结果,对双Higgs二重态的参数空间进行了约束,并对将来的观测量进行了预言。  我们利用Bs-(B)s混合,B介子的纯轻衰变道Bs,d→μ+μ-、B→Τv,B介子的单举辐射衰变(B)→Xsγ的实验数据,在LEP, Tevatron以及LHC上直接寻找Higgs的实验结果、真空稳定性以及微扰幺正性等实验及理论约束,来区分流行的双Higgs二重态模型的四种汤川耦合结构的可能性。我们发现味物理观测量在四种类型中对汤川耦合的依赖是不同的,从而,众多味物理观测量的联合约束是区分四种类型的有效途径。利用当前的实验数据,我们可得到:联合约束允许的type-Ⅱ的参数空间包含在联合约束允许的type-Y的参数空间,而后者包含在联合约束允许的type-Ⅰ以及type-X的参数空间。同时,我们也研究了由于Bs的大的衰变宽度差所导致的Bs→μ+μ-衰变道的观测量A△Γ以及R的关联,它们的关联对汤川结构非常敏感,可以用来区分四种汤川耦合。  最近,Manohar和Wise提出了一类广受关注的色八重态的双Higgs二重态模型,在该模型的框架下,我们推导了味物理数据包括Bs,d-(B)s,d混合,纯轻的B介子衰变Bs,d→μ+μ-,单举的B介子辐射衰变B→ Xsγ,遍举的B介子辐射衰变B→K*γ及B→ργ及Z玻色子衰变Z→b(b)对参数空间的约束,同时给出了当前的实验数据以及未来StageⅡ的实验数据对参数空间的可能约束。在我们对Bs,d-Bs,d混和的计算中,我们保留了b夸克质量到两阶,同时考虑了介子中重夸克的外线动量的影响,从而在该模型下得到中性B介子混合的规范无关的结果。我们同时给出了在该模型中(B)(Bs,d→μ+μ-)的理论计算,也是目前首次在Manohar-Wise模型中给出完整的(B)(Bs,d→μ+μ-)的计算。  在研究工作的第三部分,我们在双Higgs二重态模型下完整地计算了(B)(Bs,d→μ+μ-),分析了其对参数空间的约束,同时我们分析了Oblique算符T对参数空间的约束,我们发现在type-Ⅰ,type-X及type-Y下,所有的观测量排除了很小的tanβ情形,在type-Ⅱ下,很大tanβ及很小的tanβ情形均被排除。同时,在四种模型下,三个Higgs的质量差 mH±-m A0,mH±-m H0及 mH0-m A0被强烈的约束,并且存在很强的关联,这主要是由于Oblique算符T的约束。在联合约束的参数空间的基础上,我们分析了四种类型下R及A△Γ的关联,并且对这两个观测量的各个取值范围对应的参数空间进行了分析,给出了其对参数空间的可能的约束。  我们的结果及理论计算是对能量前沿的物理的重要补充,同时也加深对双Higgs二重态模型的理解。
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