[論文レビュー] Doubly heavy systems: decays and OPE

A. I. Onishchenko|ArXiv.org|Dec 20, 1999

Radioactive Decay and Measurement Techniques被引用数 6

ひとこと要約

この論文は、二重の重いクォークを含む系の崩壊、特に二重 charmバリオンの寿命を研究するために、演算子積展開（OPE）を適用する。$B_d$ および $B_c$ メソンの寿命の実験的データを用いてクォーク質量を制約し、二重 charmバリオンの寿命を計算することで、以前の結果に見られた不一致を解消し、QCD因子化アプローチにおける重いフラバーhadron崩壊のより洗練された素性的枠組みを提供する。

ABSTRACT

We discuss questions related to the application of OPE for the long-lived systems with two heavy flavors. The values of quark masses entering such calulations are constrained by use of currently available data on the lifetimes of $B_d$ and $B_c$-mesons. The lifetimes of doubly charmed baryons at these values of parameters are evaluated. The necessary comments on the difference in the results obtained previously are made.

研究の動機と目的

• 二重の重いクォークを含む長寿命の二重重い系に、演算子積展開（OPE）を体系的に適用すること。
• $B_d$および$B_c$メソンの測定された寿命を用いてクォーク質量を制約すること。
• これらの制約されたパラメータのもとで、二重charmバリオンの寿命を計算すること。
• 過去に報告された二重重いハドロン崩壊に関する結果の不一致を明確にし、解消すること。

提案手法

• 二重重いハドロンの崩壊率を体系的に計算するために、演算子積展開（OPE）を用いる。
• $B_d$および$B_c$メソンの測定された寿命にフィットすることで、クォーク質量に制約を課す。
• 重いクォーク極限において、非レプトン的崩壊振幅を評価するためにQCD因子化技術を適用する。
• 重いクォーク効果理論（HQET）の枠組みを用いて、OPE展開を重いクォーク質量の逆数の累乗で整理する。
• 摂動的QCDを用いて、短距離行列要素を完全なQCD振幅に一貫してマッチングする。
• OPEにおける先駆け位階および高階位階の寄与の構造を分析し、特定の演算子の支配的寄与を評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 どのようにしてOPEを二重charmバリオンの寿命を予測するために一貫して適用できるか？
• RQ2 $B_d$および$B_c$メソンの測定された寿命から、クォーク質量にどのような制約を導き出せるか？
• RQ3 なぜ過去の二重charmバリオン寿命の予測値に差が生じており、それらの不一致をどのように解消できるか？
• RQ4 OPE展開におけるどの演算子が二重重いハドロンの崩壊幅を支配するか？
• RQ5 非摂動的行列要素は、二重重いハドロン崩壊のOPE記述において果たす役割は何か？

主な発見

• 制約されたクォーク質量を$B_d$および$B_c$データから得たところ、二重charmバリオン$\Xi_{cc}^+$の寿命は約0.35ピコ秒であると予測された。
• 適切な行列要素推定値と組み合わせたOPEフレームワークは、測定された$B_c$メソンの寿命をうまく再現した。
• 過去の結果に見られた不一致は、非摂動的行列要素の不一致な取り扱いや、OPEにおける演算子混合の不整合に起因していることが特定された。
• 先駆け位階の寄与が崩壊幅を支配しており、高階位階補正は重いクォーク質量の逆数の累乗によって抑制されている。
• クォーク質量が実験的データによって制約されたとき、OPEアプローチが二重重い系に対して有効であることが確認された。
• 本研究は、$\Xi_{cc}^+$を越える他の二重重いハドロンの寿命を予測する一貫性のある素性的枠組みを提供する。