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非相对论量子色动力学(NRQCD)是描述重夸克偶素相关过程的最常用的因子化方法之一。本文介绍了NRQCD的基本理论,并给出了能处理极化的NRQCD的详细理论和公式,以及极化矩阵元的定义,并纠正了从前对NRQCD矩阵元理解的误区。同时给出长程矩阵元的NRQCD修正的计算方法和结果,用来处理P波和相对论修正中红外发散的抵消。 在NRQCD理论框架下,本文给出了新的QCD次领头阶(NLO)的长程矩阵元的拟合值,包括1S[8]0,3S[8]1和3P[8]J态对J/Ψ和Ψ(2S)的矩阵元,以及3S[8]1对xc的矩阵元。由此矩阵元得到在强子对撞机上prompt J/Ψ和Ψ(2S)极化的理论预言。本文第一次将xc衰变产生的J/Ψ的极化计算到NLO,加入这部分后,给出了第一个能与实验作比较的NLO的J/Ψ的极化结果。用计算数据可以重复之前文献中将J/Ψ的产生与极化实验测量做联合拟合的结果,但将xc的极化加入之后,以同样的方式做联合拟合会导致非物理(负截面),可以看出xc这部分贡献对J/Ψ极化的影响非常重要。计算结果与CDF Run-I的实验测量相符(除两点之外),与CDF Run-Ⅱ的实验测量不符,并与ALICE上单举过程产生J/ψ的极化有相同的走向。由xc衰变产生的J/Ψ的极化单独给出,并包含了xc1和xc2单独的极化结果。计算表明在helicity坐标系中,xc的极化在Pt>10 GeV时稳定在0.2附近,在CS坐标系中稳定在-0.1附近。 本文还给出了由e+e-产生hc和hb的领头阶(LO)计算。在CLEO-c能量下产生hc以及在B-工厂能量下产生hb,由于αs展开和NRQCD因子化都不好,理论值远小于实验值。质心系能量在Z0玻色子质量上时,hc的产生截面为39~703fb,hb(1P)和hb(2P)的产生截面分别是37~61fb和44~73fb。在B-工厂上产生hc的截面是86~212fb。色八重态的贡献占绝大部分,而色单态的贡献很小或为负值。 最后,本文给出了强子对撞机上hc产生的次领头阶的计算结果。在快度大的时候,NLO的结果对NRQCD能标μA的依赖非常明显,当μA取mc和mc/2时甚至出现了负截面。本文选取了特殊的NRQCD重整化方案,得到了物理的结果,定义了新的色八矩阵元并拟合出了它的值,并由此给出了hc产生的结果。计算表明和LO一样,NLO的结果中色八重态的贡献占主要部分。