[論文レビュー] $B o K^{(*)} u\bar u$ decays in the Standard Model and beyond

Andrzej J. Buras, Jennifer Girrbach-Noe+2 more|arXiv (Cornell University)|Sep 16, 2014

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 39被引用数 26

ひとこと要約

本稿では、完全な2ループ電弱補正を含む、結合した lattice QCD と light-cone sum rule (LCSR) の形因子を用いて、珍しい B →K(∗)ν̄ν 衰えの標準模型予測を精緻化した。Br(B⁺→K⁺ν̄ν) = (4.0±0.5)×10⁻⁶ および Br(B⁰→K*⁰ν̄ν) = (9.2±1.0)×10⁻⁶ と、Br の不確かさを約10%にまで低減した。また、b→sν̄ν、b→sℓ⁺ℓ⁻、および Bs→μ⁺μ⁻ との相関が、右巻きカプラーや非-MFV相互作用を持つ新しい物理の強力なテストであることを示した。

ABSTRACT

c-Jun, a transcriptional activator, as well as cyclin D1, a key regulator of the cell cycle, have been described in vitro as mediators of programmed neuronal death. After trophic factor deprivation, the activation of c-jun and cyclin D1 genes is considered as a necessary step within the cellular machinery that leads to cell death. We show here that both c-Jun and cyclin D1 proteins are present in neurones within the infarcted area after experimental cerebral ischaemia in the mouse. Since their presence was associated with DNA fragmentation revealed by the TUNEL procedure, we propose that c-Jun and cyclin D1 are involved in the process of neuronal death.

研究の動機と目的

• lattice QCD と light-cone sum rule 形因子を組み合わせることで、排他的な B →K(∗)ν̄ν 衰えの標準模型予測の精度を向上させること。
• 完全な2ループ電弱補正を組み込むことで、Br の理論的不確実性を低減すること。
• b→sℓ⁺ℓ⁻ および Bs→μ⁺μ⁻ 衰えのデータを用いて、b→sν̄ν 遷移における新しい物理効果のモデルに依存しない制約を確立すること。
• Z′、MSSM、部分的コンposite、およびレプトクォークなどの特定の新しい物理モデルが、b→sν̄ν 衰えおよび他のフレーバー破れ過程との相関に与える影響を調査すること。
• b→sμ⁺μ⁻ 遷移における異常を踏まえて、B→K(∗)ν̄ν 衰えが非-MFVおよび右巻きカプラーカップリングを有する新しい物理状況をプローブする可能性を評価すること。

提案手法

• 高エネルギー q² で有効な lattice QCD 形因子と、低・中間エネルギー q² で有効な light-cone sum rule 結果を組み合わせ、B→K および B→K* 形因子のグローバルフィットを構築する。
• z 展開による形因子 f₊(q²) のパラメータ化に、マルコフ連鎖モンテカルロ法を用いて α₀, α₁, α₂ の係数とその相関を制約する。
• lattice データ、LCSR 結果、既知の相関を組み込んだ χ² 関数を用いて、形因子の中央値と不確実性を抽出する。
• 理論的精度を向上させるために、SM ウィルソン係数に対する完全な2ループ電弱補正を組み込む。
• SM のゲージ対称性に不変な次元6オペレーターを用いた、モデルに依存しない有効場理論を構築し、b→sν̄ν と b→sℓ⁺ℓ⁻ 遷移を関連付ける。
• B→K(∗)ℓ⁺ℓ⁻ および関連モードの実験的データを用いて、特にレプトンフラバー非ユニバーサルな状況において、b→sν̄ν 衰えにおける新しい物理効果を制約する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 B⁺→K⁺ν̄ν および B⁰→K*⁰ν̄ν のBrに対する、すべての関連補正を含めた最も精密な標準模型予測は何か？
• RQ2 b→sν̄ν、b→sℓ⁺ℓ⁻、および Bs→μ⁺μ⁻ との相関は、右巻きカプラーや非-MFV相互作用を持つ新しい物理モデルをどのように制約するか？
• RQ3 b→sμ⁺μ⁻ 衰えの測定が、レプトンフラバー非ユニバーサル性の仮定のもとで、b→sν̄ν におけるNP効果をどの程度まで制約できるか？
• RQ4 Z′、MSSM、部分的コンポジット、およびレプトクォークなどの特定の新しい物理モデルは、B→K(∗)ν̄ν 衰えのBrおよび角度観測量にどのように影響を与えるか？
• RQ5 B→K(∗)ν̄ν 衰えは、排他的な b→sμ⁺μ⁻ 遷移における異常を引き起こすNPダイナミクスをプローブできるか？

主な発見

• Br(B⁺→K⁺ν̄ν) は (4.0±0.5)×10⁻⁶ と予測され、Br(B⁰→K*⁰ν̄ν) は (9.2±1.0)×10⁻⁶ であり、不確かさが約10%にまで低減された。
• B⁰→K*⁰ν̄ν に対するSM予測は、以前の推定値よりも40%大きい。NPが率を抑制しない限り、予想よりも早く観測可能である可能性を示唆している。
• レプトンフラバーのユニバーサルティを仮定すると、b→sν̄ν におけるNP効果はSM値の±60%以内に制限されるが、ミューオン/タウのみのカプラーカップリングを持つモデルでは、偏差は±20%以内に制限される。
• 本研究では、b→sμ⁺μ⁻ 衰えにおける小さなNP効果が、b→sν̄ν においても小さくない可能性があることを示した。特に非-MFVまたは右巻きカプラーカップリングの状況では顕著である。
• MSSM、331理論、部分的コンポジット、およびMFV対称性を持つ状況では、NP寄与はSM値に対して最大で30%までしか上回らない。
• B→K*ν̄ν における角度観測量 F_L は、より高い精度で予測され、その測定は b→sμ⁺μ⁻ 衰えにおける異常発生源の解明に役立つ可能性がある。