$B^0\to D^+D^-$及相关衰变中的小振幅效应

受近期 Belle 关于$B^0\to D^+D^-$中存在较大直接 CP 不对称性结果的启发，我们结合不对称性信息以及同位旋相关衰变中的产率和不对称性，研究了$\bar b\to \bar uu\bar d$夸克跃迁的效应。通过论证这些衰变的几种贡献（包括我们估算的交换振幅）之间存在层级关系，我们提出了对主导项因子化的检验，并获得了$\bar b\to \bar uu\bar d$与$\bar b\to \bar cc\bar d$振幅之比的上限。我们证明了$B\to D\bar D$的近似$\Delta I=1/2$振幅关系，以及$B^0\to D^+D^-$与$B^+\to D^+\bar D^0$中 CP 不对称性的近似相等性。Belle 测量值对这些关系的违背分别为$1.8\sigma$和$3.6\sigma$，若得到证实，将表明$\bar b\to \bar uu\bar d$中可能存在新物理贡献。应用味 SU(3) 对称性，我们将此研究扩展至总共十个过程，包括涉及末态$D_s$和初态$B_s$介子的$\Delta S=0$衰变，以及$B$和$B_s$介子衰变为一对粲赝标量介子的$\Delta S=1$衰变。$B_s\to D\bar D$衰变提供了关于小交换振幅的有用信息，该振幅导致了$B^+\to D^+\bar D^0$与$B^0\to D^+D^-$之间的衰变率差异。展示了一种基于$B^0(t)\to D^+D^-$中的 CP 不对称性以及$B_s\to D^+_sD^-_s$或$B^{+(0)}\to D^+_s\bar D^0 (D^-)$衰变率来确定弱相角$\gamma$的方法，该方法显示对 SU(3) 破缺具有高度敏感性。