[論文レビュー] $b ightarrow s \gamma$ and $B_s ightarrow \mu^+ \mu^-$ in Extended Technicolor Models

Lisa Randall, Raman Sundrum|arXiv (Cornell University)|May 19, 1993

Cosmology and Gravitation Theories参考文献 1被引用数 8

ひとこと要約

この論文は、GIM機構を有する・なしの両方の拡張した技術色（ETC）モデルにおいて、珍しい崩壊過程 $b \to s\gamma$ および $B_s \to \mu^+\mu^-$ の崩壊率を評価している。GIM機構を有するETCモデルでは、$b \to s\gamma$ の崩壊率は標準模型予測に対してわずかに上回るが、$B_s \to \mu^+\mu^-$ の崩壊率は最大で2桁分の増幅が可能である。一方、一般的なETCモデルでは、$B_s \to \mu^+\mu^-$ の崩壊率が約1桁分増加する。

ABSTRACT

The rates of the rare flavor-changing processes, $b \ ightarrow s \\gamma$ and $B_s \ ightarrow \\mu^+ \\mu^-$ are estimated in extended technicolor models with and without a GIM mechanism. We find the $b \ ightarrow s \\gamma$ rate in ETC models with a GIM mechanism to be at most slightly larger than the standard model rate, whereas there is no significant extra model-independent contribution in other ETC scenarios. In the case of $B_s \ ightarrow \\mu^+ \\mu^-$, ETC models with a GIM mechanism can yield a rate up to two orders of magnitude bigger than that of the standard model, whereas generic ETC scenarios are likely to give a rate which is about an order of magnitude bigger than that of the standard model.

研究の動機と目的

• 拡張した技術色（ETC）モデルが、特に $b \to s\gamma$ および $B_s \to \mu^+\mu^-$ 崩壊における、希少なフラバー変化中性荷電現在に与える影響を評価すること。
• GIM機構がETCモデルにおける新しい物理的寄与（特に $b \to s\gamma$ において）を抑制するかどうかを特定すること。
• GIMおよび非GIMフレームワークを区別しながら、さまざまなETCシナリオにおけるこれらの崩壊に対するモデルに依存しない寄与を比較すること。
• ETCモデルが標準模型の予測を上回って $B_s \to \mu^+\mu^-$ 崩壊率をどの程度増幅できるかを定量化すること。

提案手法

• ETCモデルの文脈で有効場理論的手法を用いて、$b \to s\gamma$ および $B_s \to \mu^+\mu^-$ の振幅を推定する。
• ETCモデルにおける木レベルのフラバー変化中性荷電現在を抑制するためにGIM機構を適用し、その崩壊率に与える影響を分析する。
• GIM機構を有する・なしのETCモデルにおける予測ブランチ比を、標準模型の期待値と比較する。
• GIM機構を有する場合とない場合の両方のETCシナリオを検討し、希少崩壊に寄与するモデルに依存しない寄与を特定する。
• 有効ハミルトニアンを用いて、トップクォークおよび技術色的レゾナント粒子を介した新しい物理の主要寄与を計算する。
• ETC相互作用の構造およびフラバー抑制機構の有無が、崩壊率に与える感度を評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 GIM機構を有する拡張技術色モデルは、標準模型と比較して $b \to s\gamma$ 崩壊率にどのように影響を与えるか？
• RQ2 GIM機構を欠くETCモデルにおける $b \to s\gamma$ への新しい物理的寄与の大きさはどの程度か？
• RQ3 ETCモデルは、標準模型の予測を上回って $B_s \to \mu^+\mu^-$ 崩壊率をどの程度まで増幅できるか？
• RQ4 GIM機構の有無が、ETCフレームワークにおける $B_s \to \mu^+\mu^-$ ブランチ比の大きさにどのように影響を与えるか？
• RQ5 一般的なETCシナリオにおいて、$B_s \to \mu^+\mu^-$ にモデルに依存しない増幅が生じるか？もしあるならば、その増幅率はどの程度か？

主な発見

• GIM機構を有するETCモデルでは、$b \to s\gamma$ 崩壊率は標準模型の予測に対して最大でわずかに上回るにとどまる。
• GIM機構を欠くETCモデルでは、$b \to s\gamma$ 崩壊率に対して顕著なモデルに依存しない寄与は得られない。
• GIM機構を有するETCモデルでは、$B_s \to \mu^+\mu^-$ 崩壊率が標準模型の予測に対して最大で2桁分の増幅が可能である。
• GIM機構を欠く一般的なETCシナリオでも、$B_s \to \mu^+\mu^-$ 崩壊率は依然として約1桁分の増幅を予測する。
• GIM機構の有無は、$B_s \to \mu^+\mu^-$ に対して $b \to s\gamma$ よりも顕著に大きな増幅をもたらすため、モデル依存の抑制パターンが示唆される。
• $B_s \to \mu^+\mu^-$ 崩壊は、特にフラバー抑制が効果を発揮する場合、$b \to s\gamma$ よりもETCモデルにおける新しい物理に対してより感受性が高いため。