[論文レビュー] Effect of H^\\pm on D^\\pm_s\ o \\mu^\\pm\ u and D^\\pm_s\ o \ au^\\pm\ u

A. G. Akeroyd|arXiv (Cornell University)|Aug 26, 2003

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 6被引用数 10

ひとこと要約

本稿は、標準模型を超えるモデルにおける荷電ヒッグスボソン（H±）が、W±ボソンと破壊的干渉を起こすことにより、D±s →μ±νμおよびD±s →τ±ντの分岐比を10–15%抑制することを調査している。この効果は、R = tanβ/mH±と奇妙クォーク対 charm クォーク質量比 ms/mc に依存し、CLEO-cの予想される2–3%の実験的精度を上回る。これは、lattice QCDによるfDsの予測と実験的測定値を比較する際、H±の寄与を考慮する必要があることを示唆する。

ABSTRACT

We investigate the effect of a charged Higgs boson (H^\\pm) on the decays D^\\pm_s\ o \\mu^\\pm\ u and D^\\pm_s\ o \ au^\\pm\ u, which will be measured with high precision at forthcoming CLEO-c. We show that a H^\\pm can suppress the branching ratios by 10% \ o 15% from the Standard Model prediction, and we emphasize that such contributions should not be overlooked when comparing lattice calculations of f_{D_s} to the values obtained from these decays.

研究の動機と目的

• 荷電ヒッグスボソン（H±）が、D±s →μ±νμおよびD±s →τ±ντの完全レプトン的崩壊に与える影響を評価すること。
• H±の寄与が、CLEO-cで予想される実験的精度を上回るかどうかを定量化すること。
• lattice QCDの予測と実験的測定値の比較において、H±効果を無視した場合にfDsを誤って解釈するリスクを強調すること。
• Rμ = BR(D±s →μ±νμ)/BR(D± →μ±νμ) の比が、新しい物理（特にH±）にどれほど感受的かを評価すること。
• H±効果がB± →τ±ντの制限と整合的であり、Bの崩壊でも顕在化することを強調すること。

提案手法

• W±とH±の寄与の干渉を含む、D±s →l±νlの木レベル崩壊振幅を使用する。
• 崩壊定数fDs、レプトン質量ml、およびCKM行列要素|Vcd|を含む部分幅の公式を適用する。
• 抑制因子rs = [1 − R²m²Dq(mq/mc)]²を導入する。ここでR = tanβ/mH±であり、mDqはDsメソンの質量である。
• ms/mc ∈ [0.06, 0.15]およびB± →τ±ντの制限から得られるR ≤ 0.4 GeV⁻¹を用いて、rsをRおよびms/mcの関数として数値解析する。
• H±による抑制効果を、CLEO-cでの予想される2–3%の実験誤差およびlattice fDsの理論的誤差と比較する。
• Rμ = BR(D±s →μ±νμ)/BR(D± →μ±νμ) を新しい物理の探査手段として分析し、理論的不確実性が4%未満であることに注目する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 荷電ヒッグスボソンは、標準模型予測を上回る程度に、D±s →μ±νμおよびD±s →τ±ντの分岐比を顕著に抑制する可能性があるか？
• RQ2 H±が引き起こす抑制効果は、CLEO-cでの予想される2–3%の実験的不確実性を上回るか？
• RQ3 抑制因子rsは、ms/mcの比とパラメータR = tanβ/mH±にどのように依存するか？
• RQ4 理論的不確実性が4%未満であるという点を踏まえ、Rμは新しい物理を探査するのに有効か？
• RQ5 H±がD±s崩壊に与える効果は、B± →τ±ντ崩壊からの制限と整合的か？

主な発見

• 荷電ヒッグスボソンは、D±s →μ±νμおよびD±s →τ±ντの分岐比を最大で15%抑制することができ、R = 0.4 GeV⁻¹では10–15%の抑制が生じる。
• D±s崩壊ではms/mc比が顕著であるため、抑制効果が強く、D±崩壊ではそれが無視できるほど小さい。
• H±による抑制（10–15%）は、CLEO-cの予想される実験的精度2–3%を上回り、検出可能である。
• 最大のms/mc（0.15）およびR = 0.4 GeV⁻¹のとき、抑制因子rsは0.83に低下し、標準模型から顕著なずれを示す。
• 比Rμは同じrs要因によって変化し、理論的不確実性が4%未満であるため、新しい物理の感受性が非常に高い。
• B± →τ±ντ崩壊からの制限によりR ≤ 0.4 GeV⁻¹に制限され、H±効果が測定可能な範囲に保たれる。