[論文レビュー] New physics in Bs0→J/ψϕ decays?

Bruno El-Bennich, J. P. B. C. de Melo+3 more|arXiv (Cornell University)|Apr 1, 2012

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 18被引用数 1

ひとこと要約

本稿は、最近のLHCb、D0、CDFの測定結果を用いて、B_s^0 → J/ψϕおよびB_s^0 → J/ψf_0(980)崩壊における新しい物理的寄与を調査する。実験的に測定された比R_f0/ϕは、両崩壊モードにおける新しい物理的効果に対してきびしい制約を課し、許容されるパrameter空間を顕著に制限することが示された。

ABSTRACT

Abstract After a brief review of B s 0 – B s 0 oscillations, we discuss the weak decays B s 0 → J / ψ ϕ and B s 0 → J / ψ f 0 ( 980 ) and the ratio R f 0 / ϕ of their decay rates in the light of recent measurements by the LHCb, D 0 and CDF Collaborations. We point out that the experimental values for R f 0 / ϕ impose tight limits on new physics contributions to both decay channels.

研究の動機と目的

• 最近の実験的測定がB_s^0 → J/ψϕおよびB_s^0 → J/ψf_0(980)崩壊における新しい物理的寄与に与える影響を評価すること。
• R_f0/ϕの比（崩壊断面積の比）を、標準模型を超えた新しい物理の探査に用いること。
• LHCb、D0、CDF共同研究の更新されたデータを用いて、B_s^0崩壊における新しい物理的効果を制約すること。
• 測定されたR_f0/ϕ値が、両崩壊モードにおける可能な新しい物理的寄与をどの程度きつく制限するかを特定すること。

提案手法

• 有効場理論の枠組み内で、B_s^0 → J/ψϕおよびB_s^0 → J/ψf_0(980)崩壊振幅の分析。
• R_f0/ϕ = Γ(B_s^0 → J/ψf_0(980)) / Γ(B_s^0 → J/ψϕ) の比を、新しい物理を探査する主要な観測量として使用。
• LHCb、D0、CDFの最新の実験的値と理論的予測との比較。
• ユニタリティおよび振幅関係の適用により、崩壊振幅における新しい物理的寄与を制約。
• B_s^0–B_s^0混合からの制約を組み込み、新しい物理パラメータの制限をさらに強化。
• R_f0/ϕが両崩壊モードにおける新しい物理的寄与にどの程度感度が高いかを評価。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 最近のLHCb、D0、CDFによるR_f0/ϕの測定値は、B_s^0 → J/ψϕ崩壊における新しい物理にどの程度制約を課すか？
• RQ2 新しい物理的寄与がB_s^0崩壊における比R_f0/ϕに及ぼす影響はどの程度か？
• RQ3 測定されたR_f0/ϕ値は、標準模型を超えた新しい物理モデルにどのような意味を持つのか？
• RQ4 B_s^0–B_s^0混合のデータは、R_f0/ϕからの新しい物理の制約をどの程度補完するか？
• RQ5 現在のR_f0/ϕの実験的測定値は、標準模型と整合的であるのか、それとも新しい物理を示唆するのか？

主な発見

• R_f0/ϕの測定値は、B_s^0 → J/ψϕ崩壊モードにおける新しい物理的寄与に対して強い制約を課す。
• R_f0/ϕの実験的上限がきついため、B_s^0 → J/ψf_0(980)における新しい物理的効果に対しても同様に制限がかかる。
• 比R_f0/ϕは強力な探査手段として機能し、両崩壊モードにおける新しい物理の許容されるパrameter空間を顕著に縮小する。
• 測定されたR_f0/ϕが標準模型と整合的であるということは、いかなる新しい物理も顕著に抑制されているか、あるいはきめ細やかに調整されている必要があることを示唆する。
• B_s^0–B_s^0混合からの制約が、これらの崩壊過程における新しい物理の制限をさらに強化している。