[論文レビュー] $B o D^\ast\ellν$ at non-zero recoil

Alejandro Vaquero, DeTar, C.+4 more|arXiv (Cornell University)|Jun 3, 2019

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 9被引用数 4

ひとこと要約

本稿では、BGLパラメータ化を用いて実験データと比較する非零再結合における$B\to D^*\ell\nu$の形式因子に関する初期の格子QCD計算を提示する。結果は、小さな再結合領域で大きな勾配を示し、Belleのアンタグ付きデータと矛盾しており、$\mathcal{F}_1$係数の不一致が$R(D^*)$予測に影響を与えることを示しており、$V_{cb}$の不一致を解消するための格子精度の向上が不可欠であることを強調している。

ABSTRACT

The current status of the lattice-QCD calculations of the form factors of the $B o D^\ast\ellν$ semileptonic decay is reviewed. Particular emphasis is given to the most mature calculation at non-zero recoil coming from the Fermilab Lattice and MILC collaborations. Blinded, preliminary results for the form factors are shown, including a preliminary, but detailed error budget. The lattice results seem to favor a large slope at small recoil, in contrast to the latest untagged results coming from the Belle collaboration. A comprehensive comparison between the latest BGL $z$ expansions of Belle, Babar, the lattice and a joint BGL fit including lattice and Belle data is presented, and a roadmap to improve the current calculation is discussed. The current implications for $V_{cb}$ and $R(D^\ast)$ are discussed.

研究の動機と目的

• 非零再結合における$B\to D^*\ell\nu$形式因子の第一原理的格子QCD計算を提供し、$V_{cb}$の不一致に対処すること。
• Belle、Babar、および統合データセットからの実験的BGLフィットと照らし合わせて、格子結果の整合性を評価すること。
• 形式因子のパラメータ化（BGL対CLN）が$V_{cb}$および$R(D^*)$の決定に与える影響を評価すること。
• 系統的不確実性を同定し、将来の格子計算の改善を導くこと。
• 格子QCDが、包括的・排他的な$V_{cb}$の不一致および$R(D^*)$の異常を解消する役割を評価すること。

提案手法

• フェルミラブ・ラティスおよびMILCコラボレーションのゲージ配置を用い、格子QCDにより非零再結合における$B\to D^*\ell\nu$形式因子を計算する。
• HQETの仮定に依存しない形で、$z$-展開を用いたBGLパラメータ化を採用して形式因子をモデル化する。
• 形式因子係数の抽出と誤差予算の客観性を確保するため、盲検分析を適用する。
• Belle（タグ付きおよびアンタグ付き）、Babar、および格子＋Belleの統合フィットからの実験的BGLフィットと、格子結果を比較する。
• 形式因子の導出に、ヘリシティ振幅$H_{\pm,0}$および$V-A$カレントの行列要素分解を用いる。
• 形式因子の予測を統合して$R(D^*)$を計算し、実験測定値と比較する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 格子QCDによる非零再結合における$B\to D^*\ell\nu$形式因子の計算結果は、実験的BGLフィットとどのように比較されるか？
• RQ2 CLNと比較して、BGLパラメータ化が$V_{cb}$の不一致を解消する上で果たす影響は何か？
• RQ3 なぜ格子計算結果はBelleのアンタグ付きデータよりも小さな再結合領域でより大きな勾配を示すのか？
• RQ4 形式因子の$z$-展開係数は、格子計算と実験的フィットでどのように異なるか？
• RQ5 $\mathcal{F}_1$係数の不一致が$R(D^*)$予測に及ぼす影響の程度はどの程度か？

主な発見

• 格子QCD計算では、小さな再結合領域で大きな勾配を示し、Belleのアンタグ付き実験結果と矛盾している。
• $\mathcal{F}_1$の$z$-展開係数は、格子計算と実験的フィットで顕著に異なり、大規模な再結合領域における$R(D^*)$予測の相違を説明している。
• 格子計算と統合フィットとの間で、$f$および$g$形式因子のBGL係数比は$2\sigma$以内で一致しており、低再結合領域での整合性が示されている。
• 形式因子$\mathcal{F}_1$は大規模な再結合領域で支配的であり、その係数の不一致が観察された$R(D^*)$予測の差を引き起こしている。
• 現在の格子計算結果は、CLNパラメータ化があまりに制限的である可能性を示しており、モデルに依存しないBGLフィットの必要性を支持している。
• 系統的誤差を低減するための三段階の改善計画が提示されており、格子精度の向上に向けた道筋が示されている。