D -> PP 衰变中的 SU(3) 对称性破缺与 CP 破坏

LHCb 和 CDF 合作组最近观测到了粲夸克扇区中 CP 破坏的证据。采用拓扑图方法，我们研究了单 Cabibbo 压低 $D\to PP$ 衰变弱衰变树图振幅中的味 SU(3) 对称性破缺效应。借助因子化假设估算了色允许和色压低振幅中的对称性破缺，而$W$交换振幅中的对称性破缺则通过拟合相关分支比数据得出。我们发现，$W$交换振幅相对于色允许树图振幅位于第二象限，尽管对于某一类$W$交换振幅存在两种可能性。另一方面，弱衰变企鹅图振幅是在 QCD 因子化框架内计算的。利用从 Cabibbo 允许衰变模式中提取的拓扑树图振幅输入以及 QCD 企鹅图振幅的微扰结果，我们对单 Cabibbo 压低模式的分支比和 CP 不对称性进行了预测。分支比的预测结果普遍优于 SU(3) 极限下的结果。我们得出结论，对于$W$交换振幅的两种解，$D^0 \to K^+ K^-$与$D^0 \to \pi^+ \pi^-$之间的直接 CP 不对称性差值分别约为$-(0.139\pm 0.004)\%$和$-(0.151\pm 0.004)\%$。我们还发现，由$W$交换振幅干涉主导的$D^0\to K^0\ov K^0$的 CP 不对称性范围在$-0.62\times 10^{-3}$到$-1.82\times 10^{-3}$之间。我们研究了两种新物理场景对解释粲夸克扇区观测到的 CP 不对称性的现象学含义，一种具有大企鹅图振幅，另一种具有大色磁偶极算符。我们发现可以通过测量一组衰变模式的 CP 不对称性来区分这两种场景。