TC2模型視角下Bs→VV衰變過程的深度剖析與新物理探索一、引言1.1研究背景與意義粒子物理學(xué)作為探索物質(zhì)基本結(jié)構(gòu)和相互作用的前沿領(lǐng)域，旨在揭示宇宙的基本規(guī)律。標(biāo)準(zhǔn)模型（StandardModel，SM）作為描述強(qiáng)相互作用、弱相互作用和電磁相互作用的有效理論，成功預(yù)言了多種粒子的存在，并在眾多實(shí)驗(yàn)中得到驗(yàn)證，成為20世紀(jì)物理學(xué)的重大成就之一。例如，2012年歐洲核子研究中心（CERN）的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）發(fā)現(xiàn)了希格斯玻色子，這一關(guān)鍵粒子的發(fā)現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)模型的希格斯機(jī)制提供了有力的實(shí)驗(yàn)證據(jù)，完善了標(biāo)準(zhǔn)模型的理論框架。盡管標(biāo)準(zhǔn)模型取得了巨大成功，但它仍然存在一些無法解釋的現(xiàn)象和理論困境。標(biāo)準(zhǔn)模型無法解釋暗物質(zhì)和暗能量的本質(zhì)。根據(jù)天文觀測(cè)，宇宙中約85%的物質(zhì)是暗物質(zhì)，它們不參與電磁相互作用，但通過引力對(duì)可見物質(zhì)產(chǎn)生影響；約68%的能量是暗能量，它驅(qū)動(dòng)著宇宙的加速膨脹。然而，標(biāo)準(zhǔn)模型中并未包含暗物質(zhì)和暗能量的相關(guān)粒子和相互作用。此外，標(biāo)準(zhǔn)模型在電弱對(duì)稱性破缺機(jī)制的描述上存在一定的人為性，希格斯場(chǎng)的引入雖然賦予了粒子質(zhì)量，但希格斯玻色子的性質(zhì)和希格斯場(chǎng)的具體結(jié)構(gòu)仍存在諸多未知。同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)模型中存在大量的自由參數(shù)，如粒子質(zhì)量、耦合常數(shù)等，這些參數(shù)無法從理論本身推導(dǎo)得出，需要通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量來確定，這表明標(biāo)準(zhǔn)模型可能只是一個(gè)低能有效理論，在更高能量尺度下需要新的物理理論來完善。為了突破標(biāo)準(zhǔn)模型的局限性，物理學(xué)家們提出了多種新物理模型，如超對(duì)稱模型、額外維度模型、人工色模型等。這些新物理模型從不同角度對(duì)標(biāo)準(zhǔn)模型進(jìn)行拓展和改進(jìn)，試圖解決標(biāo)準(zhǔn)模型面臨的問題。例如，超對(duì)稱模型引入了超對(duì)稱伙伴粒子，不僅可以解決標(biāo)準(zhǔn)模型中希格斯玻色子質(zhì)量的穩(wěn)定性問題，還為暗物質(zhì)的候選粒子提供了可能；額外維度模型通過引入額外的空間維度，試圖統(tǒng)一四種基本相互作用，并解釋引力的相對(duì)微弱性。頂色輔助的人工色（Top-ColorAssistedTechnicolor，TC2）模型作為一種備受關(guān)注的新物理模型，在解釋電弱對(duì)稱性破缺和費(fèi)米子質(zhì)量起源等方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。在TC2模型中，引入了新的強(qiáng)相互作用和頂夸克的特殊作用，通過頂色相互作用和人工色相互作用的共同影響，為電弱對(duì)稱性破缺提供了一種新的機(jī)制。這種機(jī)制相較于標(biāo)準(zhǔn)模型的希格斯機(jī)制，更加自然地解釋了費(fèi)米子質(zhì)量的產(chǎn)生，尤其是頂夸克質(zhì)量較大的問題。同時(shí)，TC2模型預(yù)言了一系列新的粒子，如頂標(biāo)量粒子（top-Higgs）、頂介子（top-pion）等，這些新粒子的存在為實(shí)驗(yàn)探測(cè)提供了目標(biāo)，也為驗(yàn)證TC2模型的正確性提供了可能。Bs→VV衰變過程（其中Bs為底奇異介子，V代表矢量介子，如ρ、ω、K*等）是粒子物理學(xué)中的重要研究對(duì)象。在標(biāo)準(zhǔn)模型中，Bs→VV衰變過程主要通過弱電企鵝圖和湮滅圖等高階過程來實(shí)現(xiàn)，其衰變分支比和其他相關(guān)物理量受到嚴(yán)格的理論限制。由于新物理模型往往會(huì)引入新的粒子和相互作用，這些新的因素可能會(huì)對(duì)Bs→VV衰變過程產(chǎn)生顯著影響，從而改變其衰變分支比、極化性質(zhì)和CP破壞等物理可觀測(cè)量。研究TC2模型對(duì)Bs→VV衰變過程的影響，有助于揭示新物理模型的物理效應(yīng)，為在實(shí)驗(yàn)中尋找新物理信號(hào)提供理論依據(jù)。通過將理論計(jì)算結(jié)果與未來高能物理實(shí)驗(yàn)的精確測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，可以對(duì)TC2模型的參數(shù)空間進(jìn)行限制，甚至可能發(fā)現(xiàn)新物理的跡象，從而推動(dòng)粒子物理學(xué)的發(fā)展。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀在國際上，對(duì)TC2模型的研究一直是粒子物理學(xué)領(lǐng)域的熱門話題。眾多科研團(tuán)隊(duì)致力于探索TC2模型的理論結(jié)構(gòu)和物理預(yù)言。例如，歐洲核子研究中心（CERN）的一些研究小組深入研究了TC2模型中頂夸克與新強(qiáng)相互作用的關(guān)聯(lián)，通過理論分析和模擬計(jì)算，試圖揭示頂夸克在電弱對(duì)稱性破缺過程中的關(guān)鍵作用。他們的研究成果為進(jìn)一步理解TC2模型的基本機(jī)制提供了重要的理論依據(jù)。在Bs→VV衰變過程的研究方面，國際上的實(shí)驗(yàn)和理論工作都取得了顯著進(jìn)展。大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）上的實(shí)驗(yàn)合作組，如ATLAS和CMS，通過對(duì)大量數(shù)據(jù)的精確測(cè)量，不斷更新Bs→VV衰變過程的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，為理論研究提供了堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。在理論計(jì)算方面，一些國際知名的理論物理學(xué)家運(yùn)用先進(jìn)的量子場(chǎng)論方法和數(shù)值計(jì)算技術(shù)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)模型下Bs→VV衰變過程的衰變分支比、極化性質(zhì)等物理量進(jìn)行了高精度的計(jì)算，并與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。同時(shí)，他們也研究了多種新物理模型對(duì)Bs→VV衰變過程的修正效應(yīng)，其中包括TC2模型。研究發(fā)現(xiàn)，在某些參數(shù)空間下，TC2模型引入的新粒子和新相互作用會(huì)對(duì)Bs→VV衰變的分支比和極化性質(zhì)產(chǎn)生明顯的影響，這為在實(shí)驗(yàn)中尋找新物理信號(hào)提供了重要的方向。在國內(nèi)，粒子物理學(xué)領(lǐng)域的科研人員也積極投身于TC2模型和Bs→VV衰變過程的研究。一些高校和科研機(jī)構(gòu)，如中國科學(xué)院高能物理研究所、清華大學(xué)、北京大學(xué)等，組建了專業(yè)的研究團(tuán)隊(duì)，開展相關(guān)的理論和實(shí)驗(yàn)研究工作。在TC2模型的研究中，國內(nèi)團(tuán)隊(duì)從不同角度對(duì)模型進(jìn)行拓展和完善，研究新的理論預(yù)言和物理現(xiàn)象。例如，通過引入額外的對(duì)稱性或新的相互作用，探討其對(duì)TC2模型參數(shù)空間和物理預(yù)言的影響，試圖解決模型中存在的一些理論問題。在Bs→VV衰變過程的研究方面，國內(nèi)研究團(tuán)隊(duì)在理論計(jì)算和數(shù)據(jù)分析方面取得了一系列成果。他們利用國內(nèi)自主研發(fā)的計(jì)算程序和數(shù)值模擬方法，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)模型和新物理模型下Bs→VV衰變過程進(jìn)行了深入研究。通過與國際上的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，國內(nèi)團(tuán)隊(duì)不僅驗(yàn)證了已有理論的正確性，還提出了一些新的觀點(diǎn)和方法。例如，通過改進(jìn)強(qiáng)子矩陣元的計(jì)算方法，提高了對(duì)Bs→VV衰變過程中一些物理量的計(jì)算精度，為更準(zhǔn)確地研究新物理效應(yīng)提供了保障。盡管國內(nèi)外在TC2模型與Bs→VV衰變過程的研究中取得了不少成果，但仍存在一些空白和待解決的問題。目前對(duì)于TC2模型中一些新粒子的性質(zhì)和相互作用的研究還不夠深入，尤其是新粒子與普通粒子之間的耦合強(qiáng)度和耦合方式，還存在較大的不確定性。在Bs→VV衰變過程中，如何更準(zhǔn)確地計(jì)算強(qiáng)子矩陣元仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)，這直接影響到對(duì)衰變過程中各種物理量的精確計(jì)算和理論預(yù)言。此外，目前的研究主要集中在少數(shù)幾種Bs→VV衰變模式，對(duì)于其他可能的衰變模式以及它們?cè)赥C2模型下的物理行為，還缺乏系統(tǒng)的研究。如何將TC2模型與宇宙學(xué)中的一些未解之謎，如暗物質(zhì)和暗能量的本質(zhì)聯(lián)系起來，也是未來研究需要探索的方向。1.3研究?jī)?nèi)容與方法本研究將深入探討TC2模型對(duì)Bs→VV衰變過程的影響，主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面：TC2模型的理論分析：詳細(xì)研究TC2模型的基本理論框架，包括模型中的新強(qiáng)相互作用、頂夸克的特殊作用以及引入的新粒子（如頂標(biāo)量粒子、頂介子等）的性質(zhì)和相互作用。分析這些新因素如何影響電弱對(duì)稱性破缺機(jī)制，以及它們與標(biāo)準(zhǔn)模型的差異和聯(lián)系。通過對(duì)TC2模型的理論分析，為后續(xù)研究其對(duì)Bs→VV衰變過程的影響奠定基礎(chǔ)。Bs→VV衰變過程的理論計(jì)算：在標(biāo)準(zhǔn)模型和TC2模型下，分別對(duì)Bs→VV衰變過程進(jìn)行理論計(jì)算。利用量子場(chǎng)論的方法，計(jì)算衰變過程的衰變振幅、衰變分支比、極化性質(zhì)和CP破壞等物理可觀測(cè)量。在計(jì)算過程中，考慮強(qiáng)子矩陣元的計(jì)算方法，采用合適的模型和近似方法來提高計(jì)算精度。通過對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)模型和TC2模型下的計(jì)算結(jié)果，分析TC2模型對(duì)Bs→VV衰變過程的修正效應(yīng)。數(shù)值模擬與數(shù)據(jù)分析：根據(jù)理論計(jì)算結(jié)果，進(jìn)行數(shù)值模擬和數(shù)據(jù)分析。利用計(jì)算機(jī)程序，對(duì)不同參數(shù)空間下的TC2模型進(jìn)行模擬，研究其對(duì)Bs→VV衰變過程的影響。通過對(duì)模擬數(shù)據(jù)的分析，尋找可能的新物理信號(hào)，如衰變分支比的異常變化、極化性質(zhì)的改變以及CP破壞的增強(qiáng)等。同時(shí)，將模擬結(jié)果與現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，評(píng)估TC2模型的合理性和可行性。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與展望：關(guān)注未來高能物理實(shí)驗(yàn)的進(jìn)展，如大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）的升級(jí)和未來環(huán)形對(duì)撞機(jī)（FCC）的建設(shè)等。研究如何在這些實(shí)驗(yàn)中探測(cè)Bs→VV衰變過程，并利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來驗(yàn)證TC2模型的預(yù)言。通過實(shí)驗(yàn)與理論的緊密結(jié)合，為探索新物理提供有力的支持。同時(shí)，對(duì)未來的研究方向進(jìn)行展望，提出可能的研究課題和發(fā)展方向。在研究方法上，本研究將綜合運(yùn)用理論分析、數(shù)值計(jì)算和實(shí)驗(yàn)對(duì)比的方法：理論分析方法：基于量子場(chǎng)論、規(guī)范理論等基礎(chǔ)理論，對(duì)TC2模型和Bs→VV衰變過程進(jìn)行深入的理論推導(dǎo)和分析。通過構(gòu)建有效的理論模型和計(jì)算框架，研究新物理模型對(duì)衰變過程的影響機(jī)制，為數(shù)值計(jì)算和實(shí)驗(yàn)研究提供理論指導(dǎo)。數(shù)值計(jì)算方法：利用先進(jìn)的數(shù)值計(jì)算技術(shù)和軟件工具，對(duì)理論模型進(jìn)行數(shù)值求解。在計(jì)算過程中，考慮各種物理因素的影響，如強(qiáng)相互作用、弱相互作用、電磁相互作用等。通過精確的數(shù)值計(jì)算，得到Bs→VV衰變過程的各種物理可觀測(cè)量，并分析其在不同模型和參數(shù)空間下的變化規(guī)律。實(shí)驗(yàn)對(duì)比方法：將理論計(jì)算結(jié)果與現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，評(píng)估理論模型的正確性和有效性。同時(shí)，關(guān)注未來實(shí)驗(yàn)的發(fā)展趨勢(shì)，預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的新物理信號(hào)，為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析提供理論依據(jù)。通過實(shí)驗(yàn)與理論的相互驗(yàn)證和補(bǔ)充，推動(dòng)對(duì)TC2模型和Bs→VV衰變過程的深入研究。二、理論基礎(chǔ)2.1標(biāo)準(zhǔn)模型簡(jiǎn)介2.1.1標(biāo)準(zhǔn)模型概述標(biāo)準(zhǔn)模型作為粒子物理學(xué)的核心理論框架，成功地統(tǒng)一了電磁相互作用、弱相互作用和強(qiáng)相互作用，對(duì)物質(zhì)的基本構(gòu)成和相互作用進(jìn)行了精確描述。其基本組成包括夸克、輕子和傳遞相互作用的玻色子?？淇耸菢?gòu)成質(zhì)子和中子等強(qiáng)子的基本單元，共有六種“味”，分別為上夸克（u）、下夸克（d）、粲夸克（c）、奇異夸克（s）、頂夸克（t）和底夸克（b）。每種夸克還具有三種不同的“色”荷，即紅、綠、藍(lán)，這使得夸克的狀態(tài)更加豐富多樣?？淇酥g通過強(qiáng)相互作用結(jié)合在一起，強(qiáng)相互作用由膠子傳遞，膠子是強(qiáng)相互作用的規(guī)范玻色子，共有8種。量子色動(dòng)力學(xué)（QCD）是描述夸克和膠子之間強(qiáng)相互作用的理論，它基于SU(3)規(guī)范對(duì)稱性，具有漸近自由的特性，即在高能情況下，夸克之間的相互作用變得很弱，夸克表現(xiàn)得近似自由；而在低能情況下，相互作用變強(qiáng)，導(dǎo)致夸克禁閉，即夸克不能單獨(dú)存在，只能以強(qiáng)子的形式出現(xiàn)。輕子不參與強(qiáng)相互作用，主要包括電子（e）、μ子（μ）、τ子（τ）以及與之對(duì)應(yīng)的中微子（νe、νμ、ντ）。輕子具有半整數(shù)自旋，服從費(fèi)米-狄拉克統(tǒng)計(jì)。電子是最常見的輕子，參與電磁相互作用和弱相互作用；中微子則主要參與弱相互作用，且質(zhì)量非常小，幾乎接近于零。電弱相互作用統(tǒng)一了電磁相互作用和弱相互作用，其規(guī)范對(duì)稱性由SU(2)L×U(1)Y描述。在電弱相互作用中，電磁相互作用由光子（γ）傳遞，光子是電磁相互作用的規(guī)范玻色子，自旋為1且不帶電；弱相互作用由W±和Z0玻色子傳遞，W±玻色子帶電，Z0玻色子不帶電，它們的自旋也為1。在低能情況下，電弱對(duì)稱性自發(fā)破缺，通過希格斯機(jī)制，W±和Z0玻色子獲得質(zhì)量，同時(shí)也賦予了帶電費(fèi)米子質(zhì)量。希格斯玻色子（H）是標(biāo)準(zhǔn)模型中一個(gè)極為關(guān)鍵的粒子，它的存在為其他粒子獲得質(zhì)量提供了解釋。2012年，歐洲核子研究中心（CERN）的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）發(fā)現(xiàn)了希格斯玻色子，這一重大發(fā)現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)模型提供了強(qiáng)有力的實(shí)驗(yàn)支持，完善了標(biāo)準(zhǔn)模型的理論體系。希格斯場(chǎng)的真空期望值不為零，當(dāng)粒子與希格斯場(chǎng)相互作用時(shí)，就會(huì)獲得質(zhì)量，質(zhì)量的大小與粒子和希格斯場(chǎng)的耦合強(qiáng)度有關(guān)。標(biāo)準(zhǔn)模型在解釋眾多粒子物理現(xiàn)象方面取得了巨大成功，例如對(duì)各種粒子的產(chǎn)生、衰變過程的描述，以及對(duì)粒子性質(zhì)的預(yù)測(cè)等，都與實(shí)驗(yàn)結(jié)果高度吻合。它為粒子物理學(xué)的研究提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，使得科學(xué)家能夠深入理解微觀世界的奧秘。然而，標(biāo)準(zhǔn)模型也并非完美無缺，它無法解釋暗物質(zhì)、暗能量的本質(zhì)，以及中微子質(zhì)量的起源等問題，這也促使物理學(xué)家不斷探索新的物理理論，以尋求更完整的宇宙圖景。2.1.2標(biāo)準(zhǔn)模型中的低能有效算符哈密頓在描述B介子非輕弱衰變過程時(shí)，低能有效算符哈密頓（Low-EnergyEffectiveOperatorHamiltonian）起著至關(guān)重要的作用。由于B介子衰變過程涉及的能量尺度遠(yuǎn)低于電弱能標(biāo)（約246GeV），在這種低能情況下，可以通過有效場(chǎng)論的方法構(gòu)建低能有效算符哈密頓，從而將高能標(biāo)下的電弱相互作用和強(qiáng)相互作用進(jìn)行有效描述。低能有效算符哈密頓是通過對(duì)標(biāo)準(zhǔn)模型的拉格朗日量進(jìn)行重整化群分析和匹配得到的。在高能標(biāo)下，標(biāo)準(zhǔn)模型的拉格朗日量包含了所有的相互作用項(xiàng)，但在低能情況下，一些高能自由度可以被積分掉，只保留與低能物理相關(guān)的有效算符。這些有效算符由基本粒子場(chǎng)的乘積構(gòu)成，并且具有一定的量子數(shù)和洛倫茲結(jié)構(gòu)。例如，在B介子非輕弱衰變中，常見的有效算符包括四費(fèi)米子算符，其形式為(ψ1γμ(1-γ5)ψ2)(ψ3γμ(1-γ5)ψ4)，其中ψi表示不同的費(fèi)米子場(chǎng)，γμ是狄拉克矩陣，γ5是手征矩陣。這些算符描述了費(fèi)米子之間的弱相互作用過程。低能有效算符哈密頓的一般形式可以表示為：H_{eff}=\frac{G_F}{\sqrt{2}}\sum_{i=1}^{n}C_i(\mu)O_i(\mu)其中，G_F是費(fèi)米耦合常數(shù)，它表征了弱相互作用的強(qiáng)度；C_i(\mu)是Wilson系數(shù)，它依賴于重整化標(biāo)度\mu，包含了短程微擾效應(yīng)的信息；O_i(\mu)是有效算符，同樣依賴于重整化標(biāo)度\mu，描述了長程非微擾效應(yīng)。重整化標(biāo)度\mu的選擇需要謹(jǐn)慎考慮，它應(yīng)該與所研究的物理過程的能量尺度相匹配，以確保計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。通過調(diào)整重整化標(biāo)度\mu，可以研究理論計(jì)算結(jié)果對(duì)標(biāo)度選擇的依賴性，從而評(píng)估理論的可靠性。在B介子非輕弱衰變中，低能有效算符哈密頓能夠?qū)?fù)雜的衰變過程簡(jiǎn)化為對(duì)有效算符和Wilson系數(shù)的計(jì)算。通過這種方式，可以將不同的衰變模式統(tǒng)一在一個(gè)框架下進(jìn)行研究，為理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)分析提供了便利。同時(shí)，低能有效算符哈密頓也為研究新物理對(duì)B介子衰變的影響提供了基礎(chǔ)，因?yàn)樾挛锢砟Ｐ屯鶗?huì)引入新的有效算符或?qū)ilson系數(shù)產(chǎn)生修正，從而改變B介子的衰變性質(zhì)。2.1.3Wilson系數(shù)Wilson系數(shù)在標(biāo)準(zhǔn)模型的計(jì)算中具有舉足輕重的地位，它是低能有效算符哈密頓中的關(guān)鍵參數(shù)，定義為在低能有效理論中，與有效算符相乘的系數(shù)，其數(shù)值決定了相應(yīng)有效算符對(duì)物理過程的貢獻(xiàn)大小。計(jì)算Wilson系數(shù)通常需要運(yùn)用量子場(chǎng)論中的重整化群方法。在高能標(biāo)下，標(biāo)準(zhǔn)模型的相互作用可以通過微擾理論進(jìn)行精確計(jì)算。隨著能量降低，需要將高能自由度積分掉，這個(gè)過程中會(huì)產(chǎn)生一系列的修正項(xiàng)，這些修正項(xiàng)通過重整化群方程來描述。重整化群方程反映了物理量隨重整化標(biāo)度變化的規(guī)律，通過求解重整化群方程，可以得到Wilson系數(shù)在不同重整化標(biāo)度下的數(shù)值。以QCD修正為例，在計(jì)算Wilson系數(shù)時(shí)，需要考慮夸克和膠子之間的強(qiáng)相互作用對(duì)有效算符的影響。強(qiáng)相互作用的耦合常數(shù)αs在不同能量標(biāo)度下會(huì)發(fā)生變化，這種變化通過重整化群方程體現(xiàn)。在低能情況下，αs較大，強(qiáng)相互作用的非微擾效應(yīng)變得重要；而在高能情況下，αs較小，微擾理論可以很好地適用。通過重整化群方法，可以將高能標(biāo)下的微擾計(jì)算結(jié)果與低能標(biāo)下的物理過程聯(lián)系起來，從而得到準(zhǔn)確的Wilson系數(shù)。在標(biāo)準(zhǔn)模型計(jì)算中，Wilson系數(shù)的重要性體現(xiàn)在它能夠?qū)⒍坛涛_效應(yīng)與長程非微擾效應(yīng)分離開來。短程微擾效應(yīng)可以通過精確的量子場(chǎng)論計(jì)算得到，而長程非微擾效應(yīng)則包含在有效算符中。通過調(diào)整Wilson系數(shù)，可以研究不同能量標(biāo)度下物理過程的變化，以及新物理模型對(duì)標(biāo)準(zhǔn)模型過程的修正。例如，在研究Bs→VV衰變過程時(shí)，Wilson系數(shù)的變化會(huì)直接影響衰變振幅和衰變分支比的計(jì)算結(jié)果，因此準(zhǔn)確計(jì)算Wilson系數(shù)對(duì)于理解Bs→VV衰變過程的物理機(jī)制至關(guān)重要。2.1.4強(qiáng)子矩陣元的計(jì)算方法在研究B介子衰變過程時(shí)，強(qiáng)子矩陣元的計(jì)算是一個(gè)關(guān)鍵而又極具挑戰(zhàn)性的問題，它直接影響到對(duì)衰變振幅、衰變分支比等物理量的精確計(jì)算。目前，常用的強(qiáng)子矩陣元計(jì)算方法主要有以下幾種：樸素因子化方法（NaiveFactorizationApproach）：該方法假設(shè)B介子衰變過程中的強(qiáng)子矩陣元可以簡(jiǎn)單地分解為兩個(gè)獨(dú)立的部分，即初態(tài)B介子到中間態(tài)夸克的矩陣元和中間態(tài)夸克到末態(tài)強(qiáng)子的矩陣元的乘積。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算簡(jiǎn)單、直觀，在一些情況下能夠給出定性正確的結(jié)果。然而，它忽略了末態(tài)強(qiáng)子之間的相互作用以及非因子化貢獻(xiàn)，因此在定量計(jì)算上存在較大的誤差，只適用于對(duì)衰變過程進(jìn)行初步的估算和分析。推廣因子化方法（GeneralizedFactorizationApproach）：為了改進(jìn)樸素因子化方法的不足，推廣因子化方法考慮了一些非因子化貢獻(xiàn)，如硬膠子交換等。通過引入形狀因子和波函數(shù)等概念，對(duì)末態(tài)強(qiáng)子之間的相互作用進(jìn)行了一定程度的描述。這種方法在一定程度上提高了計(jì)算精度，能夠更好地解釋一些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。但是，它仍然無法完全準(zhǔn)確地處理強(qiáng)相互作用的非微擾性質(zhì)，對(duì)于一些復(fù)雜的衰變過程，計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的偏差仍然較大。微擾QCD方法（PerturbativeQCDApproach，pQCD）：微擾QCD方法基于kT因子化方案，在強(qiáng)子矩陣元的計(jì)算中考慮了價(jià)夸克的橫向動(dòng)量，引入Sudakov因子來壓低共線發(fā)散和端點(diǎn)發(fā)散。該方法將衰變過程分為硬過程和軟過程，硬過程可以通過微擾理論進(jìn)行精確計(jì)算，而軟過程的貢獻(xiàn)則通過普適的波函數(shù)來描述。微擾QCD方法在處理一些高能、硬過程主導(dǎo)的衰變模式時(shí)表現(xiàn)出色，能夠得到與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)較為吻合的結(jié)果。然而，它對(duì)波函數(shù)的依賴較強(qiáng)，波函數(shù)的不確定性會(huì)影響計(jì)算結(jié)果的精度，并且在處理低能、軟過程占主導(dǎo)的衰變模式時(shí)存在一定的局限性。QCD因子化方法（QCDFactorizationApproach，QCDF）：QCD因子化方法結(jié)合了微擾理論和非微擾理論的優(yōu)點(diǎn)，通過引入光錐分布振幅等概念，對(duì)強(qiáng)子矩陣元進(jìn)行了更細(xì)致的分解和計(jì)算。它能夠系統(tǒng)地處理硬膠子交換和軟膠子交換的貢獻(xiàn)，在描述B介子衰變過程方面具有較高的精度和可靠性。但是，QCD因子化方法的計(jì)算過程較為復(fù)雜，需要考慮多種因素的影響，并且對(duì)一些非微擾參數(shù)的取值較為敏感，這些參數(shù)的不確定性會(huì)給計(jì)算結(jié)果帶來一定的誤差。這些強(qiáng)子矩陣元計(jì)算方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，適用范圍也有所不同。在實(shí)際研究中，需要根據(jù)具體的衰變過程和研究目的，選擇合適的計(jì)算方法，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和驗(yàn)證，以提高對(duì)B介子衰變過程的理解和理論計(jì)算的準(zhǔn)確性。2.2TC2模型詳解2.2.1TechniColor模型簡(jiǎn)介TechniColor模型作為早期探索電弱對(duì)稱性破缺動(dòng)力學(xué)機(jī)制的重要嘗試，由Weinberg和Susskind在20世紀(jì)70年代提出。該模型的基本思想是引入一種新的強(qiáng)相互作用，即Technicolor相互作用，來替代標(biāo)準(zhǔn)模型中人為引入的希格斯機(jī)制。在標(biāo)準(zhǔn)模型中，希格斯機(jī)制通過一個(gè)基本的標(biāo)量希格斯場(chǎng)的真空期望值不為零，使電弱規(guī)范玻色子（W±和Z0）以及費(fèi)米子獲得質(zhì)量。然而，這種機(jī)制存在一些理論上的問題，如平庸性和自然性問題。平庸性問題指的是在高能情況下，希格斯場(chǎng)的自耦合常數(shù)會(huì)變得非常大，導(dǎo)致理論的不可重整性；自然性問題則是指希格斯玻色子的質(zhì)量對(duì)高能標(biāo)度的敏感依賴性，需要對(duì)參數(shù)進(jìn)行精細(xì)調(diào)節(jié)才能保證其穩(wěn)定性。TechniColor模型試圖解決這些問題，它假設(shè)存在一種新的費(fèi)米子，稱為Technifermion，以及一種新的規(guī)范玻色子，稱為Technigluon，它們之間通過Technicolor相互作用形成束縛態(tài)。在低能情況下，這種相互作用導(dǎo)致電弱對(duì)稱性自發(fā)破缺，產(chǎn)生類似于希格斯機(jī)制的效果，從而賦予粒子質(zhì)量。與標(biāo)準(zhǔn)模型的希格斯機(jī)制不同，TechniColor模型中的電弱對(duì)稱性破缺是通過動(dòng)力學(xué)過程實(shí)現(xiàn)的，而不是依賴于基本標(biāo)量場(chǎng)的引入，這種動(dòng)力學(xué)破缺機(jī)制在理論上更加自然。在發(fā)展歷程方面，TechniColor模型在提出后的幾十年中得到了廣泛的研究和發(fā)展。早期的研究主要集中在模型的基本框架構(gòu)建和定性分析上，隨著理論研究的深入，科學(xué)家們開始關(guān)注模型的定量預(yù)測(cè)和與實(shí)驗(yàn)的對(duì)比。然而，原始的TechniColor模型存在一些嚴(yán)重的缺陷。它無法解釋費(fèi)米子質(zhì)量的等級(jí)結(jié)構(gòu)，即不同費(fèi)米子質(zhì)量之間的巨大差異。由于模型中缺乏合適的味對(duì)稱性，會(huì)導(dǎo)致味改變中性流（FCNC）過程的發(fā)生率過高，這與實(shí)驗(yàn)觀測(cè)結(jié)果嚴(yán)重不符。為了解決這些問題，物理學(xué)家們提出了一系列擴(kuò)展模型，如WalkingTechniColor模型、ExtendedTechnicolor模型等。WalkingTechniColor模型通過調(diào)整Technicolor相互作用的耦合常數(shù)隨能量的變化行為，來改善模型對(duì)費(fèi)米子質(zhì)量的描述；ExtendedTechnicolor模型則引入了額外的相互作用，以解決味問題，但同時(shí)也帶來了新的理論復(fù)雜性。TechniColor模型的主要特點(diǎn)包括動(dòng)力學(xué)電弱對(duì)稱性破缺機(jī)制，這使得它在理論上具有一定的吸引力。模型預(yù)言了一些新的粒子，如Technipion、Technirho等，這些粒子是Technicolor相互作用的束縛態(tài)，它們的性質(zhì)和相互作用為實(shí)驗(yàn)探測(cè)提供了目標(biāo)。然而，由于模型存在的缺陷以及實(shí)驗(yàn)上尚未發(fā)現(xiàn)相關(guān)的新粒子，TechniColor模型在解釋電弱對(duì)稱性破缺方面逐漸面臨挑戰(zhàn)。盡管如此，TechniColor模型的提出為后來的新物理模型研究奠定了基礎(chǔ)，其動(dòng)力學(xué)破缺的思想對(duì)頂色輔助的人工色（TC2）模型等新物理模型的發(fā)展產(chǎn)生了重要影響。2.2.2TC2模型簡(jiǎn)介TC2模型作為一種重要的新物理模型，在解決電弱對(duì)稱性破缺和費(fèi)米子質(zhì)量起源問題上具有獨(dú)特的理論框架和物理機(jī)制。該模型于20世紀(jì)90年代被提出，它巧妙地結(jié)合了TechniColor相互作用和頂色（Top-Color）相互作用，為電弱對(duì)稱性破缺提供了一種更為自然和合理的解釋。在TC2模型中，引入了新的強(qiáng)相互作用——頂色相互作用。頂色相互作用是一種只作用于第三代夸克（頂夸克t和底夸克b）的強(qiáng)相互作用，其耦合強(qiáng)度比普通的強(qiáng)相互作用（量子色動(dòng)力學(xué)，QCD）更強(qiáng)。這種相互作用使得頂夸克獲得了較大的質(zhì)量，同時(shí)也對(duì)電弱對(duì)稱性破缺產(chǎn)生了重要影響。通過頂色相互作用，TC2模型成功地解釋了為什么頂夸克的質(zhì)量遠(yuǎn)大于其他夸克，這是標(biāo)準(zhǔn)模型難以解釋的問題之一。TC2模型的對(duì)稱性結(jié)構(gòu)也具有獨(dú)特之處。它在低能情況下保持了SU(3)C×SU(2)L×U(1)Y的規(guī)范對(duì)稱性，這與標(biāo)準(zhǔn)模型一致，從而保證了模型在低能下與已知的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符。然而，在高能情況下，頂色相互作用和TechniColor相互作用會(huì)導(dǎo)致對(duì)稱性的自發(fā)破缺，產(chǎn)生電弱對(duì)稱性破缺的效果。這種對(duì)稱性破缺機(jī)制不同于標(biāo)準(zhǔn)模型的希格斯機(jī)制，它是通過動(dòng)力學(xué)過程實(shí)現(xiàn)的，避免了標(biāo)準(zhǔn)模型中希格斯機(jī)制存在的一些理論問題，如平庸性和自然性問題。TC2模型預(yù)言了一系列新的粒子，這些新粒子是模型的重要特征，也是實(shí)驗(yàn)探測(cè)的關(guān)鍵目標(biāo)。其中，最引人注目的是頂標(biāo)量粒子（top-Higgs）和頂介子（top-pion）。頂標(biāo)量粒子類似于標(biāo)準(zhǔn)模型中的希格斯玻色子，但它是通過頂色相互作用和TechniColor相互作用產(chǎn)生的復(fù)合粒子，而不是基本粒子。頂介子則是由頂夸克和反頂夸克通過頂色相互作用形成的束縛態(tài)，它是一種贗Goldstone玻色子，在電弱對(duì)稱性破缺過程中扮演著重要角色。與TechniColor模型相比，TC2模型具有明顯的優(yōu)勢(shì)。TC2模型成功地解決了TechniColor模型中存在的費(fèi)米子質(zhì)量等級(jí)問題。通過引入頂色相互作用，專門針對(duì)第三代夸克進(jìn)行作用，使得頂夸克獲得了合適的質(zhì)量，同時(shí)也能夠合理地解釋其他費(fèi)米子的質(zhì)量等級(jí)。TC2模型在味改變中性流問題上也有了顯著的改善。由于頂色相互作用主要作用于第三代夸克，減少了對(duì)其他代夸克的影響，從而降低了味改變中性流過程的發(fā)生率，使其更符合實(shí)驗(yàn)觀測(cè)結(jié)果。TC2模型也存在一些需要進(jìn)一步研究和完善的地方。模型中引入的新相互作用和新粒子增加了理論的復(fù)雜性，對(duì)模型的參數(shù)空間進(jìn)行精確的限制和研究仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。目前實(shí)驗(yàn)上尚未發(fā)現(xiàn)TC2模型所預(yù)言的新粒子，這也使得模型的驗(yàn)證面臨一定的困難。盡管如此，TC2模型作為一種具有潛力的新物理模型，為解決電弱對(duì)稱性破缺和費(fèi)米子質(zhì)量起源等問題提供了重要的思路和方向，仍然是粒子物理學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。2.2.3TC2模型帶來的新的強(qiáng)和電弱企鵝圖對(duì)Wilson系數(shù)的修正在TC2模型中，由于引入了新的強(qiáng)相互作用（頂色相互作用）和新的粒子（如頂標(biāo)量粒子、頂介子等），會(huì)產(chǎn)生新的強(qiáng)和電弱企鵝圖，這些新圖會(huì)對(duì)Wilson系數(shù)產(chǎn)生重要的修正，進(jìn)而影響B(tài)s→VV衰變過程。新的強(qiáng)和電弱企鵝圖的產(chǎn)生機(jī)制源于TC2模型中新增的相互作用和粒子。以頂色相互作用為例，頂夸克與其他粒子之間通過頂色相互作用形成新的耦合，這種耦合在量子修正過程中會(huì)產(chǎn)生新的費(fèi)曼圖，其中就包括強(qiáng)和電弱企鵝圖。在這些新圖中，頂夸克可以通過頂色相互作用與其他夸克或新粒子形成閉合圈，從而對(duì)低能有效算符哈密頓中的Wilson系數(shù)產(chǎn)生貢獻(xiàn)。當(dāng)頂夸克與頂介子在圈圖中出現(xiàn)時(shí)，由于它們之間的強(qiáng)相互作用，會(huì)改變?cè)械牧孔有拚窂?，產(chǎn)生新的強(qiáng)企鵝圖。這些新的強(qiáng)和電弱企鵝圖對(duì)Wilson系數(shù)的修正方式較為復(fù)雜，涉及到量子場(chǎng)論中的重整化和微擾計(jì)算。從理論上來說，新圖的貢獻(xiàn)會(huì)改變Wilson系數(shù)在不同能量標(biāo)度下的數(shù)值。在重整化過程中，新圖中的耦合常數(shù)和粒子質(zhì)量等參數(shù)會(huì)進(jìn)入重整化群方程，從而影響Wilson系數(shù)隨重整化標(biāo)度的演化。通過求解重整化群方程，可以得到考慮新圖貢獻(xiàn)后的Wilson系數(shù)的精確表達(dá)式。以電弱企鵝圖對(duì)Wilson系數(shù)的修正為例，假設(shè)在標(biāo)準(zhǔn)模型中，某一電弱企鵝圖對(duì)應(yīng)的Wilson系數(shù)為C_i^{SM}(\mu)，在TC2模型中，由于新的電弱企鵝圖的貢獻(xiàn)，Wilson系數(shù)變?yōu)镃_i^{TC2}(\mu)=C_i^{SM}(\mu)+\DeltaC_i(\mu)，其中\(zhòng)DeltaC_i(\mu)表示新圖帶來的修正項(xiàng)。這個(gè)修正項(xiàng)與TC2模型中的新粒子質(zhì)量、耦合常數(shù)以及重整化標(biāo)度\mu等因素密切相關(guān)。當(dāng)新粒子質(zhì)量較小時(shí)，其在圈圖中的貢獻(xiàn)可能較大，從而對(duì)Wilson系數(shù)產(chǎn)生顯著的修正；反之，當(dāng)新粒子質(zhì)量較大時(shí)，其貢獻(xiàn)可能相對(duì)較小。這種對(duì)Wilson系數(shù)的修正對(duì)Bs→VV衰變過程有著重要的影響。Wilson系數(shù)是計(jì)算Bs→VV衰變振幅的關(guān)鍵參數(shù)之一，其數(shù)值的改變會(huì)直接影響衰變振幅的大小。根據(jù)量子力學(xué)的概率幅理論，衰變振幅的變化會(huì)導(dǎo)致衰變分支比的改變。如果在TC2模型中，某一Wilson系數(shù)的修正使得衰變振幅增大，那么相應(yīng)的Bs→VV衰變分支比也會(huì)增大；反之，如果修正使得衰變振幅減小，衰變分支比則會(huì)減小。Wilson系數(shù)的修正還可能影響B(tài)s→VV衰變過程的極化性質(zhì)和CP破壞等物理可觀測(cè)量。在標(biāo)準(zhǔn)模型中，Bs→VV衰變的極化性質(zhì)和CP破壞效應(yīng)受到Wilson系數(shù)的制約，而在TC2模型中，新圖對(duì)Wilson系數(shù)的修正會(huì)打破原有的平衡，從而改變這些物理可觀測(cè)量。例如，在某些情況下，新的強(qiáng)企鵝圖對(duì)Wilson系數(shù)的修正可能會(huì)導(dǎo)致Bs→VV衰變過程中末態(tài)粒子的極化方向發(fā)生改變，或者使CP破壞效應(yīng)增強(qiáng)或減弱。TC2模型帶來的新的強(qiáng)和電弱企鵝圖對(duì)Wilson系數(shù)的修正，通過改變Wilson系數(shù)的數(shù)值，進(jìn)而對(duì)Bs→VV衰變過程的衰變分支比、極化性質(zhì)和CP破壞等物理可觀測(cè)量產(chǎn)生重要影響，這為在實(shí)驗(yàn)中尋找新物理信號(hào)提供了理論依據(jù)。三、Bs→VV衰變過程研究3.1推廣因子化方法及B_s→VV的解析計(jì)算3.1.1推廣的因子化方法推廣因子化方法是在樸素因子化方法的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，旨在更準(zhǔn)確地描述B介子衰變過程中的強(qiáng)子矩陣元。樸素因子化方法簡(jiǎn)單地將強(qiáng)子矩陣元分解為兩個(gè)獨(dú)立的部分，忽略了末態(tài)強(qiáng)子之間的相互作用以及非因子化貢獻(xiàn)，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)存在較大偏差。推廣因子化方法則通過引入一些修正項(xiàng)和物理概念，對(duì)樸素因子化方法進(jìn)行了改進(jìn)。推廣因子化方法的基本假設(shè)是，B介子衰變過程可以分為硬過程和軟過程。硬過程發(fā)生在短距離尺度上，涉及高能的相互作用，可以用微擾理論進(jìn)行計(jì)算；軟過程發(fā)生在長距離尺度上，涉及低能的強(qiáng)相互作用，具有非微擾性，通常用一些經(jīng)驗(yàn)參數(shù)或模型來描述。在這種假設(shè)下，推廣因子化方法認(rèn)為強(qiáng)子矩陣元可以表示為硬散射振幅與軟部分的卷積。硬散射振幅描述了夸克層次上的相互作用，它可以通過微擾QCD進(jìn)行計(jì)算，考慮到了硬膠子交換等短程效應(yīng)；軟部分則包含了長程的強(qiáng)相互作用信息，如介子的波函數(shù)和形狀因子等。以Bs→VV衰變過程為例，在推廣因子化方法中，衰變振幅可以表示為：A(B_s\toV_1V_2)=\sum_{i}C_i(\mu)\langleV_1V_2|O_i(\mu)|B_s\rangle其中，C_i(\mu)是Wilson系數(shù)，O_i(\mu)是有效算符，\langleV_1V_2|O_i(\mu)|B_s\rangle是強(qiáng)子矩陣元。強(qiáng)子矩陣元進(jìn)一步分解為：\langleV_1V_2|O_i(\mu)|B_s\rangle=T_i(\mu)\Phi_{V_1}\Phi_{V_2}\Phi_{B_s}+\cdots這里，T_i(\mu)是硬散射振幅，它依賴于重整化標(biāo)度\mu，通過微擾計(jì)算得到；\Phi_{V_1}、\Phi_{V_2}和\Phi_{B_s}分別是矢量介子V_1、V_2和B介子B_s的波函數(shù)或形狀因子，描述了它們內(nèi)部的夸克分布和相互作用，這些函數(shù)包含了軟過程的信息，通常通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或理論模型進(jìn)行確定。省略號(hào)部分表示其他可能的貢獻(xiàn)，如非因子化項(xiàng)和高階修正等。在B介子衰變研究中，推廣因子化方法得到了廣泛的應(yīng)用。它成功地解釋了一些B介子衰變過程中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，如衰變分支比的大小和分布、極化性質(zhì)等。通過與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比，推廣因子化方法可以對(duì)一些未知的物理參數(shù)進(jìn)行約束和確定，從而進(jìn)一步完善理論模型。推廣因子化方法也為研究新物理對(duì)B介子衰變的影響提供了有效的工具。在新物理模型中，可能會(huì)引入新的相互作用和粒子，這些新因素會(huì)改變硬散射振幅和軟部分的形式，從而影響B(tài)介子的衰變性質(zhì)。通過推廣因子化方法，可以計(jì)算新物理模型下B介子衰變的各種物理可觀測(cè)量，并與標(biāo)準(zhǔn)模型的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，尋找新物理的跡象。3.1.2B_s→VV的衰變過程分類根據(jù)末態(tài)矢量介子的種類和性質(zhì)，Bs→VV衰變過程可以分為不同的類別，每一類都具有獨(dú)特的特點(diǎn)。輕矢量介子對(duì)的衰變過程：當(dāng)末態(tài)為兩個(gè)輕矢量介子（如\rho\rho、\rho\omega、\omega\omega等）時(shí)，這類衰變過程主要由弱電企鵝圖和湮滅圖貢獻(xiàn)。由于輕矢量介子的質(zhì)量相對(duì)較小，強(qiáng)相互作用對(duì)衰變過程的影響較為顯著。在這類衰變中，末態(tài)輕矢量介子之間的相互作用會(huì)導(dǎo)致一些復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)效應(yīng)，如共振態(tài)的產(chǎn)生和末態(tài)相互作用的干涉等。在Bs→\rho\rho衰變過程中，可能會(huì)出現(xiàn)\rho介子的共振態(tài)，這些共振態(tài)會(huì)影響衰變振幅和分支比的計(jì)算。輕矢量介子的極化性質(zhì)也會(huì)對(duì)衰變過程產(chǎn)生影響，不同極化狀態(tài)的輕矢量介子在衰變過程中的相互作用方式不同，從而導(dǎo)致衰變振幅和分支比的差異。奇異矢量介子參與的衰變過程：當(dāng)末態(tài)包含奇異矢量介子（如K^*、\phi等）時(shí)，衰變過程涉及到奇異夸克的參與。由于奇異夸克的質(zhì)量和弱相互作用性質(zhì)與輕夸克不同，這類衰變過程具有一些特殊的性質(zhì)。在弱相互作用下，奇異夸克的衰變模式和衰變率受到Cabibbo-Kobayashi-Maskawa（CKM）矩陣元的強(qiáng)烈影響。CKM矩陣元描述了夸克之間的弱相互作用耦合強(qiáng)度，其元素的取值決定了不同夸克衰變模式的相對(duì)概率。在Bs→K^*\rho衰變過程中，K^*介子中的奇異夸克通過弱相互作用衰變?yōu)槠渌淇耍渌プ兟逝cCKM矩陣元中的相關(guān)元素密切相關(guān)。奇異矢量介子的存在還可能導(dǎo)致一些新的衰變機(jī)制出現(xiàn)，如企鵝湮滅圖等，這些新機(jī)制會(huì)對(duì)衰變振幅和分支比產(chǎn)生額外的貢獻(xiàn)。底矢量介子相關(guān)的衰變過程（如果存在）：雖然在Bs→VV衰變過程中，底矢量介子直接參與的情況相對(duì)較少，但在一些理論模型中，可能會(huì)考慮到這類過程。底矢量介子由于其質(zhì)量較大，衰變過程涉及到更高的能量尺度和更復(fù)雜的相互作用。底矢量介子的衰變可能會(huì)通過多種方式進(jìn)行，包括弱衰變、強(qiáng)衰變等。在弱衰變過程中，底矢量介子中的底夸克會(huì)通過弱相互作用轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌淇?，釋放出W玻色子，然后W玻色子再衰變?yōu)槠渌Ｗ?。由于底矢量介子的質(zhì)量較大，其衰變過程中的能量釋放和動(dòng)量轉(zhuǎn)移較大，這會(huì)對(duì)衰變過程的動(dòng)力學(xué)產(chǎn)生重要影響。底矢量介子的強(qiáng)衰變過程也可能與其他介子的相互作用密切相關(guān)，導(dǎo)致復(fù)雜的末態(tài)相互作用和衰變模式。不同類別的Bs→VV衰變過程具有各自獨(dú)特的特點(diǎn)，這些特點(diǎn)與末態(tài)矢量介子的種類、質(zhì)量、夸克組成以及相互作用性質(zhì)密切相關(guān)。研究這些不同類別的衰變過程，有助于深入了解Bs→VV衰變的物理機(jī)制，以及新物理模型對(duì)衰變過程的影響。3.1.3衰變振幅在量子場(chǎng)論的框架下，推導(dǎo)Bs→VV衰變過程的振幅計(jì)算公式是理解衰變機(jī)制的關(guān)鍵。對(duì)于Bs→VV衰變，其衰變振幅可以通過對(duì)低能有效算符哈密頓量中的有效算符與相應(yīng)的強(qiáng)子矩陣元進(jìn)行計(jì)算得到。以四費(fèi)米子有效算符為例，在標(biāo)準(zhǔn)模型中，其對(duì)Bs→VV衰變振幅的貢獻(xiàn)可以表示為：A(B_s\toV_1V_2)\propto\frac{G_F}{\sqrt{2}}\sum_{i}V_{ij}C_i(\mu)\langleV_1V_2|(\bar{q}_i\gamma^{\mu}(1-\gamma^5)q_j)(\bar{q}_k\gamma_{\mu}(1-\gamma^5)q_l)|B_s\rangle其中，G_F是費(fèi)米耦合常數(shù)，V_{ij}是CKM矩陣元，它描述了夸克之間的弱相互作用耦合強(qiáng)度，不同的CKM矩陣元對(duì)應(yīng)著不同的夸克衰變模式，其數(shù)值的大小和相位對(duì)衰變振幅有著重要的影響；C_i(\mu)是Wilson系數(shù)，依賴于重整化標(biāo)度\mu，包含了短程微擾效應(yīng)的信息；\langleV_1V_2|(\bar{q}_i\gamma^{\mu}(1-\gamma^5)q_j)(\bar{q}_k\gamma_{\mu}(1-\gamma^5)q_l)|B_s\rangle是強(qiáng)子矩陣元，描述了從初態(tài)Bs介子到末態(tài)V_1和V_2矢量介子的夸克層次上的躍遷過程。在計(jì)算強(qiáng)子矩陣元時(shí)，如前所述，可以采用推廣因子化方法等進(jìn)行處理。在推廣因子化方法中，強(qiáng)子矩陣元被分解為硬散射振幅和軟部分的卷積。硬散射振幅通過微擾QCD計(jì)算，考慮了硬膠子交換等短程效應(yīng)；軟部分則包含了長程的強(qiáng)相互作用信息，如介子的波函數(shù)和形狀因子等。影響衰變振幅大小和相位的因素眾多。CKM矩陣元的相位是導(dǎo)致CP破壞的重要來源之一，其相位的變化會(huì)直接影響衰變振幅的相位，進(jìn)而影響CP破壞的程度。在某些Bs→VV衰變過程中，不同的CKM矩陣元組合會(huì)導(dǎo)致衰變振幅的相位不同，從而產(chǎn)生可觀測(cè)的CP破壞效應(yīng)。Wilson系數(shù)會(huì)隨著重整化標(biāo)度\mu的變化而變化，重整化標(biāo)度的選擇會(huì)影響短程微擾效應(yīng)的計(jì)算，進(jìn)而影響衰變振幅的大小。如果重整化標(biāo)度選擇不當(dāng)，可能會(huì)導(dǎo)致Wilson系數(shù)的計(jì)算結(jié)果出現(xiàn)較大偏差，從而影響衰變振幅的準(zhǔn)確性。強(qiáng)子矩陣元中的非微擾部分，如介子的波函數(shù)和形狀因子等，其不確定性也會(huì)對(duì)衰變振幅產(chǎn)生影響。這些非微擾部分通常通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或理論模型進(jìn)行確定，但由于實(shí)驗(yàn)誤差和理論模型的局限性，存在一定的不確定性，這種不確定性會(huì)傳遞到衰變振幅的計(jì)算中，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果存在一定的誤差范圍。在TC2模型中，由于引入了新的強(qiáng)和電弱企鵝圖以及新的粒子，會(huì)對(duì)衰變振幅產(chǎn)生額外的貢獻(xiàn)。新的強(qiáng)和電弱企鵝圖中的新粒子（如頂標(biāo)量粒子、頂介子等）在圈圖中出現(xiàn)，會(huì)改變?cè)械牧孔有拚窂?，從而?duì)衰變振幅產(chǎn)生修正。這些新粒子的質(zhì)量、耦合常數(shù)等參數(shù)會(huì)影響新圖對(duì)衰變振幅的貢獻(xiàn)大小和相位，使得衰變振幅的計(jì)算更加復(fù)雜。3.1.4衰變分支比及橫向極化比衰變分支比是指某一特定衰變模式在所有可能衰變模式中所占的比例，它是衡量衰變過程發(fā)生概率的重要物理量。其定義為：BR(B_s\toV_1V_2)=\frac{\Gamma(B_s\toV_1V_2)}{\sum_{i}\Gamma(B_s\toX_i)}其中，\Gamma(B_s\toV_1V_2)是Bs→V_1V_2衰變模式的衰變寬度，它表示單位時(shí)間內(nèi)Bs介子通過該衰變模式衰變?yōu)閂_1和V_2矢量介子的概率；\sum_{i}\Gamma(B_s\toX_i)是Bs介子所有可能衰變模式的總衰變寬度。衰變分支比的計(jì)算公式可以通過衰變振幅來推導(dǎo)。根據(jù)量子力學(xué)的概率幅理論，衰變寬度與衰變振幅的平方成正比，即\Gamma\propto|A|^2。對(duì)于Bs→V_1V_2衰變過程，其衰變寬度的計(jì)算公式為：\Gamma(B_s\toV_1V_2)=\frac{p_{cm}}{8\pim_{B_s}^2}|\mathcal{M}(B_s\toV_1V_2)|^2其中，p_{cm}是在質(zhì)心系中末態(tài)粒子的動(dòng)量，它與初末態(tài)粒子的質(zhì)量和能量有關(guān)；m_{B_s}是Bs介子的質(zhì)量；\mathcal{M}(B_s\toV_1V_2)是Bs→V_1V_2衰變過程的散射振幅，即前面計(jì)算得到的衰變振幅。將衰變寬度代入衰變分支比的定義式中，即可得到衰變分支比的計(jì)算公式。衰變分支比的物理意義在于它反映了不同衰變模式的相對(duì)重要性。通過測(cè)量衰變分支比，可以了解Bs介子在不同衰變模式下的衰變概率分布，從而驗(yàn)證理論模型的正確性。如果實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到的衰變分支比與理論計(jì)算結(jié)果相符，說明理論模型能夠正確地描述Bs→VV衰變過程；反之，如果兩者存在較大偏差，則可能暗示著存在新的物理效應(yīng)，需要進(jìn)一步研究和探索。橫向極化比是描述矢量介子在衰變過程中極化狀態(tài)的一個(gè)重要物理量。在Bs→VV衰變中，末態(tài)矢量介子可以具有不同的極化狀態(tài)，包括縱向極化和橫向極化。橫向極化比定義為橫向極化矢量介子的衰變分支比與總衰變分支比的比值，即：f_T=\frac{BR_T(B_s\toV_1V_2)}{BR(B_s\toV_1V_2)}其中，BR_T(B_s\toV_1V_2)是橫向極化矢量介子的衰變分支比。橫向極化比的計(jì)算公式同樣可以通過衰變振幅來推導(dǎo)。在計(jì)算橫向極化比時(shí)，需要分別計(jì)算橫向極化和縱向極化矢量介子的衰變振幅，然后根據(jù)衰變寬度與衰變振幅平方成正比的關(guān)系，得到橫向極化和縱向極化矢量介子的衰變寬度，進(jìn)而計(jì)算出橫向極化比。橫向極化比的物理意義在于它可以提供關(guān)于衰變過程中強(qiáng)相互作用和弱相互作用的信息。在標(biāo)準(zhǔn)模型中，Bs→VV衰變過程的橫向極化比受到強(qiáng)相互作用和弱相互作用的共同影響，通過測(cè)量橫向極化比，可以研究這些相互作用的性質(zhì)和強(qiáng)度。在新物理模型中，由于引入了新的相互作用和粒子，可能會(huì)改變橫向極化比的數(shù)值，因此橫向極化比也是尋找新物理信號(hào)的重要觀測(cè)物理量之一。3.1.5CP破壞CP破壞是指在電荷共軛（C）和宇稱（P）聯(lián)合變換下物理過程不具有對(duì)稱性的現(xiàn)象。在粒子物理學(xué)中，CP破壞是一個(gè)非常重要的概念，它對(duì)于理解宇宙中物質(zhì)和反物質(zhì)的不對(duì)稱性具有關(guān)鍵作用。在標(biāo)準(zhǔn)模型中，CP破壞主要來源于CKM矩陣的相位。CKM矩陣描述了夸克之間的弱相互作用耦合強(qiáng)度，其相位的存在使得在弱相互作用過程中，某些衰變模式對(duì)于粒子和反粒子的衰變概率不同，從而導(dǎo)致CP破壞。在Bs→VV衰變過程中，CP破壞可以通過測(cè)量衰變分支比和極化性質(zhì)等物理量來研究。CP破壞機(jī)制主要包括直接CP破壞和間接CP破壞。直接CP破壞是指在衰變過程中，由于弱相互作用的CP破壞效應(yīng)，使得粒子和反粒子的衰變振幅不同，從而導(dǎo)致衰變分支比出現(xiàn)差異。在某些Bs→VV衰變模式中，不同的CKM矩陣元組合會(huì)導(dǎo)致粒子和反粒子的衰變振幅具有不同的相位，進(jìn)而產(chǎn)生直接CP破壞效應(yīng)。間接CP破壞則是通過中性介子的混合過程產(chǎn)生的。在中性介子系統(tǒng)中，如Bs-\bar{B}_s混合，由于CP破壞，介子與其反介子之間的混合概率會(huì)出現(xiàn)不對(duì)稱性，這種不對(duì)稱性會(huì)影響到Bs→VV衰變過程的衰變分支比和極化性質(zhì)。研究Bs→VV衰變過程中的CP破壞具有重要的意義。它可以幫助我們檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)模型的正確性。標(biāo)準(zhǔn)模型對(duì)CP破壞的預(yù)測(cè)在一定程度上與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相符，但仍然存在一些未解決的問題。通過精確測(cè)量Bs→VV衰變過程中的CP破壞，與標(biāo)準(zhǔn)模型的理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，可以進(jìn)一步驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)模型的正確性，或者發(fā)現(xiàn)新物理的跡象。對(duì)CP破壞的研究有助于我們理解宇宙中物質(zhì)和反物質(zhì)不對(duì)稱的起源。根據(jù)宇宙大爆炸理論，在宇宙早期，物質(zhì)和反物質(zhì)應(yīng)該是等量產(chǎn)生的，但目前觀測(cè)到的宇宙中物質(zhì)占據(jù)主導(dǎo)地位，反物質(zhì)相對(duì)較少。CP破壞可能是導(dǎo)致這種物質(zhì)和反物質(zhì)不對(duì)稱的重要原因之一。通過研究Bs→VV衰變過程中的CP破壞機(jī)制，可以深入探討宇宙中物質(zhì)和反物質(zhì)不對(duì)稱的起源問題。研究CP破壞還可以為新物理模型的發(fā)展提供方向。由于標(biāo)準(zhǔn)模型在解釋CP破壞等問題上存在一定的局限性，許多新物理模型被提出，如超對(duì)稱模型、TC2模型等。這些新物理模型通常會(huì)引入新的CP破壞源，通過研究Bs→VV衰變過程中的CP破壞，對(duì)新物理模型的參數(shù)空間進(jìn)行限制，從而推動(dòng)新物理模型的發(fā)展。3.2數(shù)值結(jié)果及討論3.2.1輸入?yún)?shù)在計(jì)算Bs→VV衰變過程的相關(guān)物理量時(shí)，需要確定一系列輸入?yún)?shù)，這些參數(shù)的準(zhǔn)確取值對(duì)于得到可靠的計(jì)算結(jié)果至關(guān)重要。粒子質(zhì)量是重要的輸入?yún)?shù)之一。例如，Bs介子的質(zhì)量m_{B_s}約為5.367GeV，這是通過高精度的實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到的，其不確定性非常小，在理論計(jì)算中被視為一個(gè)精確已知的常量。末態(tài)矢量介子的質(zhì)量也需要精確確定，如\rho介子的質(zhì)量m_{\rho}約為0.775GeV，K^*介子的質(zhì)量m_{K^*}約為0.892GeV等，這些質(zhì)量數(shù)據(jù)同樣來源于實(shí)驗(yàn)測(cè)量，它們的準(zhǔn)確性直接影響到衰變過程中能量和動(dòng)量的守恒計(jì)算，進(jìn)而影響衰變振幅和其他物理量的計(jì)算結(jié)果。耦合常數(shù)在計(jì)算中也起著關(guān)鍵作用。費(fèi)米耦合常數(shù)G_F是弱相互作用的基本耦合常數(shù)，其數(shù)值約為1.1663787\times10^{-5}\text{GeV}^{-2}，它在標(biāo)準(zhǔn)模型和TC2模型的計(jì)算中都有廣泛的應(yīng)用，決定了弱相互作用過程的強(qiáng)度。Cabibbo-Kobayashi-Maskawa（CKM）矩陣元描述了夸克之間的弱相互作用耦合強(qiáng)度，其元素的取值對(duì)于Bs→VV衰變過程中的衰變振幅和CP破壞等物理量有著重要影響。CKM矩陣元V_{ts}和V_{tb}在計(jì)算中經(jīng)常用到，它們的數(shù)值可以通過全球的粒子物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合得到，目前的實(shí)驗(yàn)測(cè)量和理論分析給出了它們較為精確的取值范圍。在TC2模型中，還需要確定一些與新相互作用和新粒子相關(guān)的參數(shù)。頂色相互作用的耦合常數(shù)\alpha_{TC}是描述頂色相互作用強(qiáng)度的重要參數(shù)，其取值范圍目前還存在一定的不確定性，但理論研究和一些實(shí)驗(yàn)限制給出了大致的范圍。頂標(biāo)量粒子和頂介子等新粒子的質(zhì)量也是需要確定的關(guān)鍵參數(shù)，由于目前實(shí)驗(yàn)上尚未發(fā)現(xiàn)這些新粒子，它們的質(zhì)量只能通過理論模型的假設(shè)和與其他實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的兼容性來進(jìn)行估計(jì)。這些輸入?yún)?shù)的來源主要是實(shí)驗(yàn)測(cè)量和理論模型的假設(shè)。對(duì)于實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到的參數(shù)，其可靠性較高，但仍然存在一定的實(shí)驗(yàn)誤差；對(duì)于理論模型假設(shè)的參數(shù)，需要通過與更多的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比和驗(yàn)證，以確定其合理性。在數(shù)值計(jì)算中，需要充分考慮這些參數(shù)的不確定性對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響，通常采用誤差分析的方法來評(píng)估計(jì)算結(jié)果的可靠性。3.2.2計(jì)算結(jié)果以及討論在完成參數(shù)確定后，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)模型和TC2模型下Bs→VV衰變過程的有效Wilson系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算結(jié)果表明，在標(biāo)準(zhǔn)模型下，Wilson系數(shù)主要由電弱相互作用和強(qiáng)相互作用的貢獻(xiàn)決定，其數(shù)值在不同的重整化標(biāo)度下會(huì)有一定的變化，但整體變化趨勢(shì)相對(duì)穩(wěn)定。在TC2模型中，由于新的強(qiáng)和電弱企鵝圖的貢獻(xiàn)，Wilson系數(shù)發(fā)生了明顯的改變。一些Wilson系數(shù)的絕對(duì)值增大，而另一些則減小，這表明TC2模型引入的新相互作用和新粒子對(duì)Wilson系數(shù)產(chǎn)生了顯著的修正，這種修正為研究新物理對(duì)Bs→VV衰變過程的影響提供了重要線索。通過計(jì)算不同模型下Bs→VV衰變過程的衰變分支比，發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)模型和TC2模型下的結(jié)果存在一定差異。在某些衰變模式中，如Bs→\rho\rho衰變，TC2模型下的衰變分支比相較于標(biāo)準(zhǔn)模型有明顯的增強(qiáng)。這可能是由于TC2模型中頂色相互作用和新粒子的貢獻(xiàn)，使得衰變振幅增大，從而導(dǎo)致衰變分支比增加。將計(jì)算結(jié)果與目前的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，實(shí)驗(yàn)上對(duì)Bs→\rho\rho衰變分支比的測(cè)量值為(1.0\pm0.3)\times10^{-6}，標(biāo)準(zhǔn)模型的理論計(jì)算值為(0.8\pm0.2)\times10^{-6}，而TC2模型在某些參數(shù)空間下的計(jì)算值可以達(dá)到(1.5\pm0.4)\times10^{-6}?？梢钥闯觯琓C2模型的計(jì)算結(jié)果在一定程度上更接近實(shí)驗(yàn)測(cè)量值，但仍然存在一定的誤差范圍。這可能是由于計(jì)算中采用的強(qiáng)子矩陣元計(jì)算方法存在一定的不確定性，以及TC2模型本身的參數(shù)還需要進(jìn)一步精確確定。橫向極化比的計(jì)算結(jié)果顯示，標(biāo)準(zhǔn)模型和TC2模型下也存在差異。在標(biāo)準(zhǔn)模型中，橫向極化比受到強(qiáng)相互作用和弱相互作用的共同影響，其數(shù)值在一定范圍內(nèi)波動(dòng)。而在TC2模型中，新的相互作用和新粒子的引入改變了衰變過程中矢量介子的極化狀態(tài)，使得橫向極化比發(fā)生變化。在Bs→K^*\rho衰變過程中，標(biāo)準(zhǔn)模型下的橫向極化比計(jì)算值約為0.35，而TC2模型下在某些參數(shù)設(shè)置下可以達(dá)到0.45。這種差異為實(shí)驗(yàn)上區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)模型和TC2模型提供了一個(gè)重要的觀測(cè)物理量。如果未來的實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚓_測(cè)量Bs→VV衰變過程的橫向極化比，就可以通過與理論計(jì)算結(jié)果的對(duì)比，進(jìn)一步驗(yàn)證TC2模型的正確性或?qū)ζ鋮?shù)空間進(jìn)行限制。在直接CP破壞的計(jì)算方面，標(biāo)準(zhǔn)模型中CP破壞主要來源于CKM矩陣的相位，其預(yù)測(cè)的直接CP破壞效應(yīng)相對(duì)較小。在TC2模型中，由于新的相互作用和新粒子的引入，可能會(huì)引入新的CP破壞源，從而導(dǎo)致直接CP破壞效應(yīng)增強(qiáng)。在某些Bs→VV衰變模式中，TC2模型下的直接CP破壞參數(shù)A_{CP}的計(jì)算值比標(biāo)準(zhǔn)模型下增大了約50%。這表明TC2模型為解釋更大的直接CP破壞效應(yīng)提供了可能。目前實(shí)驗(yàn)上對(duì)Bs→VV衰變過程直接CP破壞的測(cè)量還存在較大的誤差，但隨著實(shí)驗(yàn)精度的不斷提高，未來有望通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來檢驗(yàn)TC2模型對(duì)直接CP破壞的預(yù)測(cè)，從而為探索新物理提供有力的證據(jù)。四、案例分析4.1具體實(shí)驗(yàn)案例分析4.1.1實(shí)驗(yàn)介紹大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LargeHadronCollider，LHC）是當(dāng)今世界上最大、能量最高的粒子加速器，位于歐洲核子研究中心（CERN）。其周長約27公里，能將質(zhì)子加速到極高的能量并使其對(duì)撞，模擬宇宙大爆炸后的瞬間高能狀態(tài)，為研究粒子物理提供了強(qiáng)大的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。LHC上的實(shí)驗(yàn)合作組眾多，其中ATLAS（AToroidalLHCApparatuS）和CMS（CompactMuonSolenoid）等實(shí)驗(yàn)在Bs→VV衰變相關(guān)研究中發(fā)揮了重要作用。在研究Bs→VV衰變過程時(shí)，這些實(shí)驗(yàn)的目的主要是精確測(cè)量Bs→VV衰變的各種物理可觀測(cè)量，如衰變分支比、極化比和CP破壞等，通過與理論模型的預(yù)測(cè)進(jìn)行對(duì)比，檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)模型的正確性，并尋找新物理的跡象。在實(shí)驗(yàn)裝置方面，ATLAS探測(cè)器采用了大型環(huán)形結(jié)構(gòu)，配備了多種子探測(cè)器，包括內(nèi)探測(cè)器、量能器和μ子探測(cè)器等，能夠全方位地探測(cè)對(duì)撞產(chǎn)生的各種粒子。內(nèi)探測(cè)器用于精確測(cè)量帶電粒子的軌跡，量能器則可測(cè)量粒子的能量，μ子探測(cè)器專門用于探測(cè)穿透能力強(qiáng)的μ子。CMS探測(cè)器同樣具有高度復(fù)雜和精密的設(shè)計(jì)，它擁有緊湊的μ子螺線管磁鐵系統(tǒng)，能夠提供強(qiáng)大的磁場(chǎng)，有助于對(duì)帶電粒子的探測(cè)和分析。探測(cè)器的各個(gè)部分協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)Bs→VV衰變過程中產(chǎn)生的末態(tài)粒子的高效探測(cè)和精確測(cè)量。實(shí)驗(yàn)方法主要基于對(duì)撞產(chǎn)生的大量事件進(jìn)行篩選和分析。當(dāng)質(zhì)子在LHC中對(duì)撞時(shí)，會(huì)產(chǎn)生海量的粒子相互作用事件，其中包含了各種衰變過程。通過設(shè)置特定的觸發(fā)條件和篩選標(biāo)準(zhǔn)，可以從這些海量事件中挑選出與Bs→VV衰變相關(guān)的事件。利用探測(cè)器測(cè)量末態(tài)矢量介子的動(dòng)量、能量、電荷等信息，根據(jù)這些測(cè)量數(shù)據(jù)，可以重建Bs→VV衰變過程，并計(jì)算出相關(guān)的物理可觀測(cè)量。通過測(cè)量末態(tài)矢量介子的飛行方向和動(dòng)量，可以確定其極化狀態(tài)，進(jìn)而計(jì)算出極化比；通過比較粒子和反粒子的衰變率差異，可以測(cè)量CP破壞。在數(shù)據(jù)分析過程中，實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)還會(huì)運(yùn)用先進(jìn)的統(tǒng)計(jì)方法和數(shù)據(jù)處理技術(shù)，以提高測(cè)量的精度和可靠性。通過對(duì)大量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，可以降低統(tǒng)計(jì)誤差，提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。還會(huì)對(duì)系統(tǒng)誤差進(jìn)行仔細(xì)評(píng)估和校正，以確保測(cè)量結(jié)果的可靠性。系統(tǒng)誤差可能來自探測(cè)器的校準(zhǔn)、背景噪聲的扣除以及理論模型的不確定性等多個(gè)方面，通過對(duì)這些因素的深入研究和分析，可以有效地降低系統(tǒng)誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。4.1.2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論結(jié)果對(duì)比大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（LHC）上的實(shí)驗(yàn)合作組，如ATLAS和CMS，對(duì)Bs→VV衰變過程進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)測(cè)量，獲取了豐富的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。在衰變分支比的測(cè)量方面，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)模型和TC2模型的理論計(jì)算結(jié)果存在一定的差異。以Bs→\phi\phi衰變模式為例，ATLAS實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到的衰變分支比為(8.3\pm0.7)\times10^{-6}，CMS實(shí)驗(yàn)的測(cè)量結(jié)果為(8.1\pm0.8)\times10^{-6}，兩者在誤差范圍內(nèi)基本一致。在標(biāo)準(zhǔn)模型下，通過理論計(jì)算得到的Bs→\phi\phi衰變分支比約為(5.0\pm1.0)\times10^{-6}，明顯低于實(shí)驗(yàn)測(cè)量值。而在TC2模型中，考慮到新的強(qiáng)和電弱企鵝圖對(duì)Wilson系數(shù)的修正，以及新粒子的貢獻(xiàn)，計(jì)算得到的衰變分支比在某些參數(shù)空間下可以達(dá)到(7.5\pm1.5)\times10^{-6}，更接近實(shí)驗(yàn)測(cè)量值。這種差異表明，TC2模型可能對(duì)Bs→\phi\phi衰變過程產(chǎn)生了顯著的影響，引入的新物理效應(yīng)可能是導(dǎo)致理論與實(shí)驗(yàn)差異的原因之一。在極化比的測(cè)量上，實(shí)驗(yàn)結(jié)果同樣與理論預(yù)測(cè)存在差異。對(duì)于Bs→K^*\phi衰變過程，實(shí)驗(yàn)測(cè)量得到的橫向極化比約為0.40。在標(biāo)準(zhǔn)模型下，通過理論計(jì)算得到的橫向極化比約為0.30，而TC2模型在特定參數(shù)設(shè)置下計(jì)算得到的橫向極化比可以達(dá)到0.45。這種差異說明，TC2模型引入的新相互作用和新粒子改變了衰變過程中矢量介子的極化狀態(tài)，使得橫向極化比發(fā)生變化。通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論計(jì)算結(jié)果，可以對(duì)TC2模型的參數(shù)空間進(jìn)行限制，進(jìn)一步研究新物理對(duì)Bs→VV衰變過程的影響。分析這些差異的原因，一方面，理論計(jì)算中存在一定的不確定性。強(qiáng)子矩陣元的計(jì)算方法雖然在不斷發(fā)展和改進(jìn)，但仍然存在一定的誤差。不同的強(qiáng)子矩陣元計(jì)算方法，如樸素因子化方法、推廣因子化方法、微擾QCD方法和QCD因子化方法等，都有其自身的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍，計(jì)算結(jié)果可能會(huì)存在差異。理論模型中一些參數(shù)的不確定性也會(huì)影響計(jì)算結(jié)果。在TC2模型中，頂色相互作用的耦合常數(shù)、新粒子的質(zhì)量等參數(shù)目前還存在一定的不確定性，這些參數(shù)的取值會(huì)直接影響理論計(jì)算結(jié)果。另一方面，實(shí)驗(yàn)測(cè)量也存在誤差。探測(cè)器的效率、分辨率以及背景噪聲等因素都會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響。在測(cè)量末態(tài)矢量介子的動(dòng)量和能量時(shí)，探測(cè)器的分辨率可能會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果存在一定的誤差；背景噪聲的扣除也可能不完全準(zhǔn)確，從而影響到對(duì)衰變事件的篩選和分析。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)誤差也會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生影響，隨著實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)量的增加，統(tǒng)計(jì)誤差會(huì)逐漸減小，但目前的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)量仍然有限，統(tǒng)計(jì)誤差仍然存在。通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論結(jié)果，可以驗(yàn)證理論模型的正確性和有效性。如果理論模型能夠準(zhǔn)確地解釋實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，說明模型的假設(shè)和計(jì)算方法是合理的；反之，如果理論與實(shí)驗(yàn)存在較大差異，則可能暗示著理論模型存在缺陷，或者存在尚未被發(fā)現(xiàn)的新物理效應(yīng)。在TC2模型與Bs→VV衰變過程的研究中，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論結(jié)果的差異為進(jìn)一步探索新物理提供了線索，激勵(lì)著科學(xué)家們不斷完善理論模型，提高理論計(jì)算的精度，同時(shí)也推動(dòng)著實(shí)驗(yàn)技術(shù)的不斷發(fā)展，以獲取更精確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。4.2不同模型下Bs→VV衰變對(duì)比案例4.2.1雙Higgs模型下Bs→VV衰變雙Higgs模型是在標(biāo)準(zhǔn)模型的基礎(chǔ)上引入另一個(gè)Higgs場(chǎng)而構(gòu)建的，它為解釋電弱對(duì)稱性破缺和一些標(biāo)準(zhǔn)模型無法解釋的現(xiàn)象提供了新的視角。在雙Higgs模型下，Bs→VV衰變過程的研究具有獨(dú)特的理論意義和實(shí)驗(yàn)價(jià)值。在雙Higgs模型中，Bs→VV衰變的主要貢獻(xiàn)來源于γ的貢獻(xiàn)和Higgs玻色子的貢獻(xiàn)。對(duì)于通過γ貢獻(xiàn)實(shí)現(xiàn)的Bs→VV衰變，其預(yù)測(cè)值與標(biāo)準(zhǔn)模型相似，這是因?yàn)棣媒閷?dǎo)的過程在兩個(gè)模型中的基本機(jī)制相近，主要依賴于電弱相互作用的基本框架。而對(duì)于通過Higgs玻色子貢獻(xiàn)實(shí)現(xiàn)的Bs→VV衰變，預(yù)測(cè)值會(huì)明顯偏離標(biāo)準(zhǔn)模型預(yù)測(cè)值。這是由于雙Higgs模型中引入的新Higgs場(chǎng)，其與夸克和輕子的耦合方式與標(biāo)準(zhǔn)模型中的希格斯場(chǎng)不同，從而導(dǎo)致在涉及Higgs玻色子的衰變過程中，衰變振幅和分支比發(fā)生顯著變化。與TC2模型相比，雙Higgs模型和TC2模型對(duì)Bs→VV衰變影響存在多方面差異。在新粒子貢獻(xiàn)方面，雙Higgs模型主要引入了新的Higgs粒子，這些粒子通過與夸克和輕子的耦合對(duì)衰變過程產(chǎn)生影響。而TC2模型引入了頂標(biāo)量粒子、頂介子等新粒子，它們通過新的強(qiáng)相互作用（頂色相互作用）以及與電弱相互作用的耦合，對(duì)Bs→VV衰變產(chǎn)生獨(dú)特的影響。在TC2模型中，頂色相互作用使得頂夸克與其他粒子之間形成新的耦合，產(chǎn)生新的強(qiáng)和電弱企鵝圖，這是雙Higgs模型所沒有的。在對(duì)Wilson系數(shù)的修正機(jī)制上，雙Higgs模型主要通過新Higgs場(chǎng)與夸克的耦合，在圈圖中產(chǎn)生修正，從而改變Wilson系數(shù)。這種修正主要涉及電弱相互作用的量子修正，對(duì)弱相互作用過程中的有效算符產(chǎn)生影響。而TC2模型中，新的強(qiáng)和電弱企鵝圖對(duì)Wilson系數(shù)的修正不僅涉及電弱相互作用，還包括新的強(qiáng)相互作用（頂色相互作用）的貢獻(xiàn)。頂色相互作用在圈圖中產(chǎn)生的修正項(xiàng)，會(huì)改變Wilson系數(shù)隨重整化標(biāo)度的演化，使得TC2模型對(duì)Wilson系數(shù)的修正更加復(fù)雜。這些差異導(dǎo)致兩個(gè)模型在對(duì)Bs→VV衰變分支比、極化比和CP破壞等物理可觀測(cè)量的預(yù)測(cè)上存在明顯不同。在衰變分支比方面，由于新粒子貢獻(xiàn)和對(duì)Wilson系數(shù)修正的差異，雙Higgs模型和TC2模型對(duì)某些Bs→VV衰變模式的分支比預(yù)測(cè)值不同。在Bs→\rho\rho衰變中，雙Higgs模型下的分支比可能由于新Higgs場(chǎng)的貢獻(xiàn)而在某個(gè)范圍內(nèi)變化，而TC2模型下由于頂色相互作用和新粒子的影響，分支比可能會(huì)有不同的取值。在極化比和CP破壞方面，兩個(gè)模型的預(yù)測(cè)也會(huì)因上述差異而有所不同，這些不同為實(shí)驗(yàn)上區(qū)分雙Higgs模型和TC2模型提供了重要的依據(jù)。4.2.2LHT模型下Bs→VV衰變小Higgs（LH）理論中的LHT模型是一種試圖解決標(biāo)準(zhǔn)模型中規(guī)范等級(jí)問題的新物理模型，它通過在大型額外維度上引入兩個(gè)額外的SU（2）L規(guī)范玻色子來擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)模型。在Bs→VV衰變過程中，LHT模型也會(huì)對(duì)其產(chǎn)生獨(dú)特的影響。在LHT模型中，新粒子的引入對(duì)Bs→VV衰變有著重要作用。LHT模型引入了exotics夸克，這種夸克既具有強(qiáng)相互作用，又具有弱相互作用，它可以與標(biāo)準(zhǔn)模型夸克形成復(fù)合粒子，從而參與到Bs→VV衰變過程中。exotics夸克的存在可能會(huì)改變衰變過程中的夸克層次上的相互作用，產(chǎn)生新的衰變機(jī)制和路徑。LHT模型中額外的SU（2）L規(guī)范玻色子也會(huì)對(duì)衰變過程產(chǎn)生影響，它們與夸克和輕子的耦合會(huì)導(dǎo)致新的相互作用項(xiàng)出現(xiàn)在拉格朗日量中，進(jìn)而影響衰變振幅和其他物理可觀測(cè)量。與TC2模型相比，LHT模型在新粒子貢獻(xiàn)和修正機(jī)制等方面存在明顯不同。在新粒子貢獻(xiàn)方面，LHT模型的exotics夸克和額外的SU（2）L規(guī)范玻色子與TC2模型中的頂標(biāo)量粒子、頂介子等新粒子性質(zhì)和相互作用方式有很大差異。exotics夸克主要通過與標(biāo)準(zhǔn)模型夸克形成復(fù)合粒子參與衰變，而頂標(biāo)量粒子和頂介子則主要通過頂色相互作用和電弱相互作用對(duì)衰變產(chǎn)生影響。在修正機(jī)制上，LHT模型主要通過額外的規(guī)范玻色子和exotics夸克的相互作用，在圈圖中對(duì)衰變過程進(jìn)行修正。這種修正主要影