[論文レビュー] CP Violation and Strong Phases from Penguins in $\bf B^{\pm} ightarrow PP$ and $\bf B^{\pm} ightarrow VP$ Decays

G. Krämer, William F. Palmer+1 more|arXiv (Cornell University)|Oct 30, 1994

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 28

ひとこと要約

この論文は、強い相互作用とCKM位相が異なる振幅の干渉によって、2つの中性子および1つのベクトルと1つの中性子（VP）に崩壊するチャージドB中間子の直接CP対称性破れ率非対称性を計算している。次-leading-logarithmic QCD補正と1ループプルーフィン図からの摂動的強い位相を用いて、10⁻⁶の分岐比を示す特定のPPおよびVPチャネルで最大20％の非対称性を予測しており、実験的に観測された場合、直接CP対称性破れの明確な兆候となる。

ABSTRACT

We calculate direct CP-violating rate asymmetries in charged $B o PP$ and $B o VP$ decays arising from the interference of amplitudes with different strong and CKM phases. The perturbative strong phases develop at order $α_s$ from absorptive parts of one-loop matrix elements of the next-to-leading logarithm corrected effective Hamiltonian. CPT constraints are maintained. Based on this model, we find that partial rate asymmetries between charge conjugate $B^{\pm}$ decays can be as high as 20\% for certain channels with branching ratios in the $10^{-6}$ range. Because the $c\bar{c}$ threshold lies so close to the physical momentum scale, the asymmetries depend sensitively on the model assumptions used to evaluate the imaginary parts of the matrix elements, in particular, on the internal momentum transfer. The charge asymmetries of partial rates would provide unambiguous evidence for direct CP violation.

研究の動機と目的

• 2つの中性子（PP）または1つのベクトルと1つの中性子（VP）を最終状態とする排他的なチャージドB崩壊における直接CP対称性破れを調査すること。
• 強い位相とCKM位相が異なる振幅の干渉によって測定可能なCP対称性破れ率非対称性が生じるかどうかを特定すること。
• 特にプルーフィング図における内部運動量伝達のモデル依存仮定への非対称性の感受性を評価すること。
• 非混合B±崩壊における部分率非対称性を用いたBファクトリーにおける直接CP対称性破れのテストのためのフレームワークを提供すること。
• 予測結果を実験的限界と比較し、将来的な観測に最も適したチャネルを特定すること。

提案手法

• プルーフィング演算子の1ループ行列要素を含む、有効ハミルトニアンに対する次-leading-logarithmic QCD補正を使用する。
• 固定された運動量伝達k² = m_b²/2で、1ループプルーフィング振幅の虚数部を通じて摂動的強い位相を評価する。
• CPT保存制約と因子化近似を適用し、PPおよびVP最終状態の崩壊振幅を計算する。
• 電荷共役最終状態に対して、標準的な式 a_CP = [Γ(B⁻→f) - Γ(B⁺→f̄)] / [Γ(B⁻→f) + Γ(B⁺→f̄]) を用いて率非対称性を計算する。
• バウアー＝シュテッヒ＝ヴァイベル（BSW）モデルを用いて分岐比を推定し、ボトムとプルーフィング図の両方からの寄与を含む。
• 非対称性のk²依存性を分析し、モデル感受性を評価する。ブロッドスキーらおよびグリューブ＝ワイラーのモデルの結果を参考にする。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 B±→PPおよびB±→VP崩壊において、測定可能な率非対称性を通じて直接CP対称性破れが観測可能か？
• RQ2 特定のPPおよびVP崩壊チャネルにおいて、部分率非対称性はどの程度大きくなるか？また、予測される分岐比は何か？
• RQ3 予測された非対称性は、プルーフィング図における内部運動量伝達k²の仮定値にどの程度感受性を示すか？
• RQ4 どの崩壊チャネルがB±崩壊における直接CP対称性破れの実験的観測に最も適しているか？
• RQ5 結果は、既存の実験的限界および他の理論的モデルとどのように比較できるか？

主な発見

• B±→PPおよびB±→VP崩壊における直接CP対称性破れ率非対称性は、10⁻⁶の分岐比を示す特定の最終状態で最大20％に達する。
• 非対称性は、特にcc̄閾値付近で内部運動量伝達k²の仮定値に強く感受性を示し、チャネル間で顕著な変動が観察される。
• B⁻→K̄*⁻+ω、B⁻→K̄*⁻+ρ⁰、B⁻→K̄*⁻+K̂*⁰、およびB⁻→ρ⁻+ωなどのチャネルは顕著な非対称性を示し、Bファクトリーで観測可能と予測される。
• B⁻→D⁻+D̄*⁰およびB⁻→D̄*⁰+D⁻の非対称性はk²にほぼ依存しないため、モデルの変化に対して頑健であると示唆される。
• 大多数のチャネルの予測分岐比は現在の実験的限界内にあり、3つのモード（K⁰π⁺、K*⁰π⁺、K⁺π⁰）は最近の実験的境界に近い。
• モデルはCPT不変性を維持しており、ボトムとプルーフィング寄与の両方におけるNLO QCD補正を含む一貫したフレームワークを提供し、以前の取り扱いを改善している。