摘要
作为粒子物理的研究热点之一，B介子物理在检验标准模型以及寻找新物理信号方面发挥着重要作用。近年来，B介子衰变的研究在理论和实验上均取得了不错进展，随着LHCb和BelleⅡ合作组在实验上的进一步推进，越来越多的B介子三体强子衰变事例被发现，而这些事例也需要从理论上得到解释和预言，因此，有关三体衰变的理论研究便引起了广泛关注。 与B介子的两体衰变过程相比，其三体衰变过程中的动力学机制更为复杂，尚且不能直接对其进行理论计算，而是以引入标量和矢量中间共振态的方式，将三体衰变转换为类两体衰变模型来进行计算分析。由于B物理中涉及到多个自由度和能标，计算起来相对困难，为解决这一问题，目前已经发展了多种计算B介子衰变的因子化方法。其中，基于kT因子化建立的微扰QCD因子化方法认为，B介子的衰变过程以硬胶子交换为主，而衰变过程中的微扰部分和非微扰部分可以被分开处理，前者可以利用微扰论计算，后者则被吸收到普适的强子波函数中。 本文采用微扰QCD因子化方法计算了三体B0s→Sππ，Sπη,SK(K)衰变，其中S代表标量介子。全文共分为五个章节，其中前三章为基础理论部分，后两章为计算过程与主要结论。首先，第一章简要回顾了粒子物理的发展史以及B介子衰变的研究意义与研究现状;第二章对标准模型理论以及B介子衰变的基本理论框架进行了简单介绍;而第三章则重点阐述了本文的计算工作中所使用的微扰QCD因子化方法。 在第四章中，本文利用微扰QCD因子化方法对三体B0s→a0(980)[→K(K),πη]a0(980)，B0s→f0(980)[→π+π-，K+K-]f0(980)和B0s→f0(500)[→π+π-]f0(500)衰变的分支比进行了计算，并利用同位旋关系研究了B0s→f0(980)[→π0π0]f0(980)和B0s→f0(500)[→π0π0]f0(500)的衰变分支比。在本文中，标量介子a0(980)，f0(980)以及f0(500)被视为q（-q）基态，并且f0(980)和f0(500)的内部结构考虑了s(-s)和（uū+d(-d)）/√2两组分的混合。通过计算分析，得到以下结论: （1）对于B0s→a0（980）[→K(K),πη]a0（980）衰变过程，其衰变分支比的量级在10-9～10-7范围内，根据所得分支比，本文在窄宽度近似下进一步研究了部分衰变宽度的比率Γ（a0→K+K-）/Γ（a0→π0η），得到的结果在误差允许的范围内与现有数据相符。 (2)通过绘制B0s→f0（980）[→π+π-]f0（980）衰变过程和B0s→f0（500）[→π+π-]f0（500）衰变过程的分支比随混合角θ的变化图像，本文确定混合角θ的取值范围为[15°,82°]和[105°，171°],这一取值范围符合现有数据的要求。 （3）当混合角θ=30°时，计算得到B0s→f0（980）[→ππ,K+K-]f0（980）衰变和B0s→f0（500）[→ππ]f0（500）衰变的分支比的数量级位于10-6～10-5范围内，以此为基础再对子衰变道f0（980）→π+π-与f0（980）→K+K-的衰变分支比进行了研究，所得结果与CLEO合作组的实验结果在误差允许范围内相吻合。 （4）本文绘制了部分衰变道的微分分支比随介子对不变质量ω的变化图像，图像峰值均出现在中间共振态的极点质量处。 第五章则对全文进行了总结，并对B介子衰变的研究进行了展望。而本文计算得到的衰变分支比，在实验上还缺乏与之相关的数据，期待这些理论预言未来能在LHCb和BelleⅡ中得以验证。
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