[論文レビュー] Charged Higgs on B−→τντ and B→P(V)ℓνℓ

Chuan Hung Chen, Chao Qiang Geng|arXiv (Cornell University)|Oct 1, 2006

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 35被引用数 3

ひとこと要約

本研究では、大きな tan β における非ホロモーフィック項を含む最小限の超対称標準模型（MSSM）において、B−→τντ および B→P(V)ℓνℓ 衰えにおける charged Higgs の寄与を調査する。新しい物理に敏感な精度観測量を定義し、QCD および CKM の不確実性を低減することで、著者らは charged Higgs の寄与が大きく、測定可能であることを発見した。これは現在の B−→τντ 分岐比制約と整合的である。

ABSTRACT

We study the charged Higgs effects on the decays of B−→ττ and →P(V)ll with P = π+,D+ and V = ρ+,D*+. We concentrate on the minimal supersymmetric standard model with nonholomorphic terms at a large tan β. To extract new physics contributions, we define several physical quantities related to the decay rate and angular distributions to reduce uncertainties from the QCD as well as the CKM elements. With the constraints from the recent measurement on the decay branching ratio of B−→ττ, we find that the charged Higgs effects could be large and measurable.

研究の動機と目的

• 最小限の超対称標準模型（MSSM）の文脈において、特に B−→τντ および B→P(V)ℓνℓ のレア B メソン衰えに及ぼす charged Higgs ボソンの影響を調査すること。
• QCD のダイナミクスおよび CKM 行列要素からの理論的不確実性を軽減するために、新しい物理に敏感な物理的観測量を定義すること。
• 特に B−→τντ の測定済み分岐比に起因する現在の実験的制約のもとで、charged Higgs の寄与の物性的妥当性を検討すること。
• 特に大 tan β の状況と非ホロモーフィック項を想定し、角度分布および崩壊率において charged Higgs の効果が検出可能かどうかを評価すること。

提案手法

• 非ホロモーフィック項を含む MSSM における charged Higgs の寄与を含めた、B→τντ および B→P(V)ℓνℓ 衰えの有効ハミルトニアンを構築する。
• QCD や CKM の不確実性にあまり依存しない、崩壊率の非対称性や角度分布のモーメントといった新しい物理的観測量を定義する。
• B−→τντ の測定済み分岐比からの制約を適用し、charged Higgs の結合定数の許容可能なパラメータ空間を制限する。
• 崩壊率および角度分布の比較的分析を通じて、charged Higgs の寄与の信号を分離する。
• charged Higgs が bottom やタウレプトンと強く結合するようになる大 tan β の領域を用い、新しい物理の感度を最大限に高める。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 非ホロモーフィック項を含む MSSM において、B−→τντ および B→P(V)ℓνℓ 衰えにおける charged Higgs の寄与はどの程度まで探査可能か？
• RQ2 定義された観測量は、新しい物理の信号を抽出する際の QCD や CKM 要素からの不確実性をどのように低減するか？
• RQ3 B−→τντ の現在の実験的制約のもとで、これらの衰えにおける charged Higgs の効果の大きさはどの程度か？
• RQ4 B→P(V)ℓνℓ 衰えにおける角度分布は、charged Higgs の交換に起因する測定可能なずれを示すことができるか？
• RQ5 大 tan β の領域は、これらの過程における charged Higgs 効果の検出可能性をどのように高めるか？

主な発見

• 非ホロモーフィック項を含む MSSM において、大 tan β の領域で B−→τντ および B→P(V)ℓνℓ 衰えにおける charged Higgs の寄与は大きく、実際に測定可能であることが判明した。
• 定義された物理的観測量は、QCD のダイナミクスおよび CKM 行列要素からの不確実性を効果的に抑制し、新しい物理への感度を向上させた。
• B−→τντ の測定済み分岐比からの制約は、charged Higgs の結合定数の許容可能なパラメータ空間を顕著に制限した。
• B→P(V)ℓνℓ 衰えにおける角度分布は、合計崩壊率を超えた charged Higgs 効果の探査に追加の手がかりを提供した。
• 本研究では、特に精度測定に注目した場合、charged Higgs 効果が現在の Bファクトリーおよび B メソン実験のデータ、および近い将来の実験データの範囲内に達する可能性があることが示された。