[論文レビュー] CKM matrix fits including constraints on New Physics

H. M. Lacker|ArXiv.org|Aug 20, 2007

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 21被引用数 3

ひとこと要約

本稿では、Bファクトリーおよびテバトロン実験のデータを用いて、B-混合におけるニューサイエンス（NP）効果を組み込んだCKM行列のグローバルフィットを提示する。$r_d^2$ および $r_s^2$ はいずれも1よりわずかに小さい値を示しており、最小性フレーバー破れ（Minimal Flavour Violation）と整合的であり、特に $A_{SL}^d$ および $A_{SL}$ 測定を通じて、Bファクトリーとテバトロンの入力がNP位相を制約する強い相乗効果を示している。

ABSTRACT

I review the status of global fits to the CKM matrix within the framework of the Standard Model and also allowing for New Physics contributions in B-Bbar mixing. The driving force is coming from the large data sets collected by the B-factory experiments BABAR and Belle. Additional important inputs to the B_s sector are provided by the Tevatron experiments CDF and D0. In particular, when constraining New Physics in B-Bbar mixing in a model-independent analysis a nice interplay between the B-factories and the Tevatron experiments is observed.

研究の動機と目的

• B_d-および B_s-混合におけるニューサイエンス寄与を含むCKM行列のモデルに依存しないグローバルフィットを実行すること。
• Bファクトリーおよびテバトロンデータが、特に $r_q^2$ および $\theta_q$ のNPパラメータをどのように制約するかを評価すること。
• 現在のデータが最小性フレーバー破れ（MFV）および次に最小性フレーバー破れ（NMFV）のシナリオとどの程度整合するかを評価すること。
• 測定精度の向上が $\sin(2\beta)$、$|V_{ub}|$、および $f_{B_q}\sqrt{B_q}$ に与えるNPパラメータの制約への感度を特定すること。
• NPパrameter空間におけるデゲネラシーの解消および大きな正の $2\theta_d$ 値の排除に $A_{SL}^d$ および $A_{SL}$ が果たす役割を調査すること。

提案手法

• Bファクトリーによる $|V_{ub}|$、$|V_{cb}|$、$\Delta m_d$、$\sin(2\beta)$、$\cos(2\beta)$、$\alpha$、$\gamma$、および $A_{SL}^d$ の測定を組み込んだグローバルフィットフレームワークを用いる。
• Tevatronの $\Delta m_s$、$\Delta\Gamma_s$、および $A_{SL}$ のデータを組み込み、B_s-混合パラメータを制約する。
• SMの値が $r_q^2=1$、$\theta_q=0$、$h_q=0$、$\sigma_q=0$ であることを前提に、$M_{12}$ におけるNP効果を $r_q^2 e^{2i\theta_q}$ および $h_q e^{2i\sigma_q}$ でパラメータライズする。
• NPが木レベルの崩壊に寄与しないことを保証するため、$SM4FFC$仮定を適用し、$|V_{ud}|$、$|V_{us}|$、$|V_{ub}|$、$|V_{cb}|$、および $\gamma$ がNPフリーであることを確保する。
• $B_d$ および $B_s$ システムを同時にフィットし、尤度スキャンを用いてNPパラメータの90%および95%信頼水準（CL）の制約を導出する。
• $\Delta\Gamma_s^{CP'}$ が $2\theta_s$ の制約に与える影響を分析し、NPがSM予測値を下回る値にしか小さくできないことを指摘する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 グローバルフィットから、B_d-および B_s-混合におけるニューサイエンスパラメータ $r_q^2$ および $2\theta_q$ に対する現在の制約は何か？
• RQ2 Bファクトリーおよびテバトロンのデータが、NP位相 $2\theta_d$ および B_d-混合強度 $r_d^2$ をどのように共同で制約するか？
• RQ3 現在のデータが最小性フレーバー破れ（MFV）シナリオとどの程度整合するか？
• RQ4 $A_{SL}^d$ および $A_{SL}$ 測定が $r_d^2$-$2\theta_d$ パラメータ空間における許容領域に与える影響は何か？
• RQ5 将来の $B_s \to \psi\phi$ 時間依存的角分布解析が $2\theta_s$ にどの程度感度を持つのか？

主な発見

• 統合フィットでは、$|V_{ub}|$ および $\sin(2\beta)$ の入力が主に寄与し、$r_d^2 < 1$ および $2\theta_d < 0$ の好ましい値が得られた。
• $B_s$-混合パラメータ $r_s^2$ も1未満であることが判明し、$f_{B_s}\sqrt{B_s}$ の精度が優れているため、$r_d^2$ よりもはるかに小さい許容範囲を示している。
• $A_{SL}^d$ および $A_{SL}$ 測定により、大きな正の $2\theta_d$ 値および $r_d^2 > 1$ が排除され、これらの入力を除いた場合にパラメータ空間に二重ピーク構造が現れる。
• 90%信頼水準で $2\theta_s$ に除外は見られなかったが、測定された $\Delta\Gamma_s^{CP'}$ がSM予測値を上回っていることから、$\pm 90^\circ$ 付近の値は不適切である。
• 現在のデータは、$r_d^2$ および $r_s^2$ がともに1よりわずかに小さいこと、および $h_q$ 値が小さなNP寄与と整合的であることから、最小性フレーバー破れのシナリオと整合的である。
• 将来の $2\theta_s$ への最高の感度は、LHCb、ATLAS、CMSにおける高統計的、時間依存的角分布解析による $B_s \to \psi\phi$ の解析から得られる。