[論文レビュー] Effects from the charm scale in K+ -> pi+ nu nubar

Adam F. Falk, Adam J. Lewandowski+1 more|arXiv (Cornell University)|Dec 8, 2000

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 20

ひとこと要約

この論文は、charm クォーク質量スケールで現れる非局所的寄与が、希少崩壊 K⁺ → π⁺νν̄ に与える影響を調査し、低エネルギー効果的理論における次元8演算子の主要係数を計算している。これらの寄与は小さいと推定されるが、行列要素のモデル化における不確実性のため、既存の理論的不確実性に顕著に寄与する可能性があり、最大で15%に達するおそれがある。

ABSTRACT

We consider contributions to the rare decay K+ -> pi+ nu nubar which become nonlocal at the charm scale. Compared to the leading term, such amplitudes are suppressed by two powers of mK/mc and could potentially give corrections at the level of 15%. We compute the leading coefficients of the subleading dimension eight operators in the effective theory below the charm mass. The matrix elements of these operators cannot all be calculated from first principles and some must be modeled. We find that these contributions are likely to be small, but the estimate is sufficiently uncertain that the result may be as large as the existing theoretical uncertainty from other sources.

研究の動機と目的

• 非局所的寄与が希少崩壊 K⁺ → π⁺νν̄ に与える影響を評価すること。
• charm 質量スケール未満の有効場理論における次元8演算子の主要係数を計算すること。
• 第一原理から計算できない行列要素に起因する理論的不確実性を評価すること。
• これらの補助的寄与が崩壊幅や理論的精度に顕著に影響を与える可能性があるかどうかを特定すること。

提案手法

• charm クォーク質量スケール未満の有効場理論を構築し、崩壊ダイナミクスを記述すること。
• K⁺ → π⁺νν̄ に寄与する次元8演算子の主要係数を特定および計算すること。
• charm スケールの物理学に起因する非局所的相互作用を扱うために、有効場理論技術を用いること。
• 第一原理計算が不可能な次元8演算子の行列要素をモデル化すること。
• モデル化の不確実性を考慮した上で、これらの寄与の大きさを主要項に対する相対的サイズとして推定すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 charm クォーク質量スケールの物理学に起因する K⁺ → π⁺νν̄ における非局所的寄与の大きさは何か？
• RQ2 低エネルギー有効理論における次元8演算子の係数が崩壊振幅に与える影響は何か？
• RQ3 これらの演算子の行列要素のモデル化における不確実性が理論予測に及ぼす影響の程度はどの程度か？
• RQ4 これらの補助的効果が、既存の理論的不確実性と同等のレベルに達する可能性はあるか？

主な発見

• charm スケール由来の非局所的寄与は、主要項に対して mK/mc の二乗の補正で抑制されている。
• 次元8演算子の計算された係数は小さいが、その行列要素は第一原理から完全に決定できない。
• これらの行列要素のモデル化における不確実性が、顕著な理論的曖昧性を引き起こしている。
• その結果生じる補正は最大で15%に達するおそれがあり、崩壊振幅における他の既存の理論的不確実性と同等の大きさである。