摘要
作为粒子物理标准模型预言的强子谱的重要成员,Bc介子是检验标准模型、研究CP破坏、寻找超出标准模型的新物理的重要平台,是理论和实验长期重点研究的对象。然而由于对它们性质认识的缺乏,直到1998年才发现Bc介子基态,2014年才发现Bc(2S)激发态。因此对Bc介子,尤其是其激发态介子衰变性质的研究对实验上完善Bc介子族谱具有重要意义。 本文利用瞬时近似下的Bethe-Salpeter(BS)方程,以最新实验上对Bc(2S)态的测量作为输入,计算了Bc(nS)态的质量谱。计算结果表明Bc(3S)态的质量处于BD阈值之上,因此存在OZI允许的强衰变模式;通过结合BS波函数和相对论性的3P0模型,我们计算了Bc(3S)态的强衰变宽度。相关的数值结果为:M(Bc(31S0))=7273MeV,M(B*c(33S1)=7304MeV,Γ(Bc(31S0)→B*D)=26.02+2.33-2.21MeV,Γ(B*c(33S1)→BD)=3.39-0.27-0.26MeV,Γ(B*c(33S1)→B*D)=14.77+1.40-0.33MeV以及Γ(B*c(33S1→BD*)=6.14+0.58-0.54MeV。通过对比其他文献中的结果,我们发现本过程中的相对论效应比较显著,因此采用相对论性的BS波函数是必要的。我们还估计了LHC实验条件下相应的事例数。由于事例数足够多,因此很有希望通过其强衰变找到Bc(3S)介子。