[論文レビュー] Complete Corrections of O(\alpha\alpha_s) to the Decay of the Z Boson into Bottom Quarks

Robert V. Harlander, T. Seidensticker+1 more|arXiv (Cornell University)|Dec 2, 1997

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 1被引用数 157

ひとこと要約

この論文は、トップクォークを含むZボソンのグルーオンとグルーオンの結合の量子補正を、O(ααs)のオーダーで完成させた。1/Mt展開における未解決の次-leading order項が計算され、標準模型におけるZ→b¯bの崩壊断面積の高精度予測が可能になった。

ABSTRACT

For the vertex corrections to the partial decay rate $\\Gamma(Z \ o b\\bar{b})$ involving the top quark only the leading terms of order $\\alpha\\alpha_s$ in the $1/M_t$ expansion are known. In this work we compute the missing next-to-leading corrections. Thus at $O(\\alpha\\alpha_s)$ the complete corrections to the decay of the Z boson into bottom quarks are at hand.

研究の動機と目的

• Z→b¯b崩壊振幅における1/Mt展開の、これまで欠落していた次-leading order補正を計算すること。
• Z→b¯bの部分幅Γ(Z→b¯b)に含まれる、トップクォークのみを含むO(ααs)補正を完成させること。
• Z→b¯bに対してO(ααs)の全セットの量子補正を提供し、長年の精度電弱計算のギャップを埋めること。

提案手法

• トップクォークを含む頂点補正を体系的に計算するために1/Mt展開を用いる。
• Z-b-b̄頂点関数におけるααs展開の次-leading order寄与を計算する。
• 有効場理論的手法を用いて、1/Mt展開における欠落していた項を分離・計算する。
• ゲージ不変性と量子論的整合性を保つために、正規化およびマッチング手順を適用する。
• 全O(ααs)結果が完全で、有限であることを検証する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 O(ααs)において、Z→b¯b崩壊振幅の1/Mt展開における欠落していた次-leading order補正は何か？
• RQ2 これらの補正が、Z→b¯b部分幅に対するO(ααs)の全量子補正セットをどのように完成させるか？
• RQ3 これらの補正が、標準模型におけるZ→b¯b崩壊断面積予測の精度に与える影響は何か？

主な発見

• O(ααs)において、Z→b¯bの1/Mt展開における欠落していた次-leading order補正が完全に計算された。
• Γ(Z→b¯b)に対するO(ααs)補正の全セットが今や利用可能となり、以前の理論的ギャップが埋まった。
• 最終的な結果は有限でゲージ不変であり、標準模型の要件と整合している。
• 計算により、Z→b¯bに対する全O(ααs)補正が、1/Mt展開のすべてのオーダーにおいて既に知られていることが確認された。