[論文レビュー] Minimal Flavour Violation Waiting for Precise Measurements of Delta M_s, S_{psi phi}, |V_ub|, gamma and B^0_{sd} -> mu+ mu-

Monika Blanke, Andrzej J. Buras+2 more|arXiv (Cornell University)|Apr 6, 2006

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 1

ひとこと要約

この論文は、精密なΔMₛ、S_{ψϕ}、|V_ub|、γ、およびB⁰ₛ → μ⁺μ⁻崩壊の測定を用いて、モデルに依存しない最小フレーバー違反（MFV）のテストを提案する。tree-level崩壊からのユニタリティ三角形とMFVモデルが予測するユニバーサルユニタリティ三角形を比較することで、歪みが生じれば、新しいフレーバー違反相互作用や抑制されたオペレーターが示唆される。S_{ψϕ}およびK_L → π⁰νν̄は、特に重要なプローブである。

ABSTRACT

We emphasize that the recent measurements of the B^0_s - bar B^0_s mass difference Delta M_s by the CDF and D0 collaborations offer an important model independent test of minimal flavour violation (MFV). The improved measurements of the angle gamma in the unitarity triangle and of |V_ub| from tree level decays, combined with future accurate measurements of Delta M_s, S_{psi K_S}, S_{psi phi}, Br(B_{d,s} -> mu+ mu-), Br(B -> X_{d,s} nu bar nu), Br(K+ -> pi+ nu bar nu) and Br(K_L -> pi^0 nu bar nu) and improved values of the relevant non-perturbative parameters, will allow to test the MFV hypothesis in a model independent manner to a high accuracy. In particular, the difference between the reference unitarity triangle obtained from tree level processes and the universal unitarity triangle (UUT) in MFV models would signal either new flavour violating interactions and/or new local operators that are suppressed in MFV models with low tan(beta), with the former best tested through S_{psi phi} and K_L -> pi^0 nu bar nu. A brief discussion of non-MFV scenarios is also given. In this context we identify in the recent literature a relative sign error between Standard Model and new physics contributions to S_{psi phi}, that has an impact on the correlation between S_{psi phi} and A^s_SL. We point out that the ratios S_{psi phi}/A^s_SL and (Delta M_s)/(Delta Gamma_s) will allow to determine (Delta M_s)/(Delta M_s)^SM. Similar proposals for the determination of (Delta M_d)/(Delta M_d)^SM are also given.

研究の動機と目的

• 今後の高精度なB物理学測定を用いて、モデルに依存しない最小フレーバー違反（MFV）仮説のテストを提供すること。
• MFVからの逸脱を最も感受的に検出できる観測量を特定し、新しいフレーバー違反相互作用や抑制されたオペレーターの兆候を示すこと。
• 特に、SMと新しい物理のS_{ψϕ}への干渉における相対的符号誤差がA^s_SLとの相関に与える影響を、文献の不一致を解消すること。
• S_{ψϕ}/A^s_SLや(ΔMₛ)/(ΔΓₛ)のような比を提案し、ΔMₛの理論的不確実性に依存せずに(ΔMₛ)/(ΔMₛ)^SMを高精度で抽出する手法を提供すること。
• B⁰_d系に対しても同様の戦略を拡張し、(ΔM_d)/(ΔM_d)^SMを決定するための手法を提案すること。

提案手法

• CDFとD0によるB⁰_s - B̄⁰_s質量差ΔMₛの測定結果を、モデルに依存しないMFVのテストの主要な入力として使用する。
• tree-level崩壊（例：|V_ub|、γ）から抽出されたユニタリティ三角形と、MFVモデルが予測するユニバーサルユニタリティ三角形を比較する。
• 将来的なS_{ψϕ}、Br(B_d,s → μ⁺μ⁻)、Br(B → X_d,s νν̄)、Br(K⁺ → π⁺ νν̄)、Br(K_L → π⁰ νν̄)の高精度測定を用いて、MFVを制限する。
• S_{ψϕ}/A^s_SLや(ΔMₛ)/(ΔΓₛ)のような比を適用し、ΔMₛの理論的不確実性に依存せずに(ΔMₛ)/(ΔMₛ)^SMの比を特定する。
• S_{ψϕ}の干渉におけるSMと新しい物理の寄与の相対的符号誤差を是正し、将来的なデータの正確な解釈を保証する。
• B⁰_d系に対しても同様のアプローチを拡張し、(ΔM_d)/(ΔM_d)^SMを抽出する類似比を提案する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 どのようにして、精度の高いB物理学測定を用いて、モデルに依存しない形でMFV仮説をテストできるか？
• RQ2 非摂動的パラメータに依存しない(ΔMₛ)/(ΔMₛ)^SMを決定するのに最も効果的な観測量の比は何か？
• RQ3 S_{ψϕ}へのSMと新しい物理の干渉における符号誤差が、A^s_SLとの相関に与える影響は何か？
• RQ4 どのレア崩壊が、MFVを超える新しいフレーバー違反相互作用を検出するのに最も感受的か？
• RQ5 B⁰_s系で用いられた類似戦略を、B⁰_d系に応用して(ΔM_d)/(ΔM_d)^SMを抽出できるか？

主な発見

• CDFとD0によるΔMₛの改良測定は、MFV仮説に対する重要なモデルに依存しないテストを提供する。
• tree-levelのユニタリティ三角形とMFVモデルが予測するユニバーサルユニタリティ三角形との間の歪みは、新しいフレーバー違反相互作用や抑制された局所的オペレーターの兆候を示唆する。
• S_{ψϕ}/A^s_SLの比は、(ΔMₛ)/(ΔMₛ)^SMを特定する強力なツールであると特定され、理論的不確実性が低減される。
• (ΔMₛ)/(ΔΓₛ)の比も、(ΔMₛ)/(ΔMₛ)^SMの抽出を可能にし、MFVを制限する補足的な手法を提供する。
• 文献におけるS_{ψϕ}干渉の相対的符号誤差が是正され、A^s_SLとの相関に影響を与え、将来的な解析で考慮すべきである。
• B⁰_d系に類似の比を提案することで、(ΔM_d)/(ΔM_d)^SMを高精度で決定できる。