南开团队在重味介子稀有衰变理论领域取得突破性进展

（通讯员程丹）伴随着LHCb实验积累的重味强子衰变数据的逐渐增加以及高亮度的B介子工厂BelleII实验的持续运行，B介子衰变物理量的实验测量精度将大幅提高，重夸克物理研究将迎来一个充满宝贵历史机遇的新时代。特别地，由于在粒子物理标准模型中，味道改变中性流诱导的稀有衰变B→{K,π}ℓ+ℓ-过程只能通过圈图实现，因此被普遍认为是在大科学装置实验中探索自然界中电荷反演与宇称联合(CP)对称性的破缺机制以及寻找新物理信号的理想场所。两位日本物理学家MakotoKobayashi与ToshihideMaskawa由于发现粒子物理标准模型中的CP破坏起源，并被两家B介子工厂实验(BaBar、Belle)的大量测量结果所广泛证实，更是荣获了2008年度的诺贝尔物理学奖。

南开大学物理科学学院教授王玉明带领研究团队的一名博士研究生黄勇康，并与中国海洋大学沈月龙教授、淮阴工学院王超（原南开大学师资博士后）展开密切合作，创新性地将软共线有效理论与重整化群技术结合起来，率先在次领头阶对数水平上模型无关地预言了遍举稀有衰变B→{K,π}ℓ+ℓ-过程（LHCb实验的黄金衰变道）中弱湮灭机制的贡献，发现高阶辐射修正效应将会显著影响关于此类过程中直接CP破坏以及同位旋不对称性的理论预言(如下图所示)，从而打破了自从2001年三位欧洲科研人员MartinBeneke(德国莱布尼茨奖得主)、ThorstenFeldmann、DirkSeidel的论文[Nucl.Phys.B612(2001)25]发表以来相关理论研究长期停滞不前的困境。

该研究成果以稀有衰变B→{K,π}ℓ+ℓ过程的次领头阶弱湮灭修正(Next-to-Leading-OrderWeakAnnihilationCorrectiontoRareB→{K,π}ℓ+ℓ-Decays)为题,在线发表于《物理评论快报》(PhysicalReviewLetters)。

关于直接CP破坏的预言

关于同位旋不对称性的预言

此外，研究团队的上述工作还进一步表明即使在重夸克展开的领头幂次近似下，我们仍然需要同时引入领头扭度与次领头扭度的光锥分布振幅来完整刻画B介子稀有衰过程中的弱湮灭图机制，从而深刻揭示了味道改变中性流诱导的重味强子衰变过程区别于辐射轻子型衰变B→γℓν过程的新颖动力学特征。

上述系列研究工作得到了国家自然科学基金、天津市自然科学基金、山东省自然科学基金、江苏省自然科学基金等项目的支持。

论文链接：https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.134.091901