[論文レビュー] Non-factorizable contributions in B decays revisited

K. Terasaki|ArXiv.org|Nov 29, 2000

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 1被引用数 3

ひとこと要約

本稿は、非因子化寄与を因子化（ナイーブ因子化）と非因子化（無限運動量系におけるハードパイオン近似）に分解することで、排他的B崩壊における非因子化寄与を再評価する。因子化振幅が $\bar{B}\to D\pi$ や $D^*\pi$ などの色有利崩壊において支配的である一方、非因子化寄与は非可視的であり、干渉において重要である。一方、$\bar{B}\to J/\psi\bar{K}$ などの色抑制崩壊では、非因子化寄与が支配的であり、実験的分岐比を再現するために不可欠である。

ABSTRACT

Two-body decays of B mesons are studied by decomposing their amplitude into a sum of factorizable and non-factorizable ones. The former is estimated by using the naive factorization while the latter is calculated by using a hard pion (or kaon) approximation in the infinite momentum frame. It is seen that the non-factorizable contribution is small but not negligible in color favored decays while it is more important in color mismatched decays.

研究の動機と目的

• ナイーブ因子化を超えた非因子化（長距離）寄与が排他的B崩壊に果たす役割を評価すること。
• $\bar{B}\to D\pi$ および $D^*\pi$ 崩壊における測定済み分岐比の不一致を解消するために、現象論的に許容される下限を推定すること。
• charmおよびBメソン崩壊における最終状態相互作用および非摂動的 $N_c$ 大きさの効果の重要性を評価すること。
• 非因子化振幅が実験的分岐比との一致を改善できるかどうか、特に色抑制モードにおいて検証すること。
• 結果がモデル依存の形因子および $B_H$ パラメータにどれほど敏感であるかを評価すること。

提案手法

• 崩壊振幅を因子化（ナイーブ因子化）と非因子化（ハードパイオン近似）の成分に分解する。
• 非因子化寄与を計算するために、無限運動量系（IMF）におけるハードパイオン近似を適用する。
• 因子化振幅に際しては、$a_1 \simeq 1.024$ および現象論的 $a_2 \simeq 0.21$ を用いたBSWハミルトニアンを用いる。
• 位相差の物理的でない値（$\cos\delta > 1$）を除外することで、現象論的に許容される分岐比を推定する。
• 因子化と非因子化振幅の和を実験データおよび現象論的推定値と比較する。
• 結果が $B_H$ および $B_H'$ パラメータ、およびモデル依存の形因子にどれほど敏感であるかを評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 非因子化寄与は $\bar{B}\to D\pi$ および $D^*\pi$ 崩壊においてどの程度重要であり、実験的分岐比との一致を改善するか？
• RQ2 $\bar{B}\to D\pi$ および $D^*\pi$ 崩壊の観測された分岐比は、因子化と非因子化振幅の和によって一貫して説明可能か？
• RQ3 $\bar{B}^0\to D^{0}\pi^0$ および $D^{*0}\pi^0$ 崩壊の分岐比が未測定の理由は何か？また、現象論的に導ける下限は何か？
• RQ4 非因子化寄与は $\bar{B}\to J/\psi\bar{K}$ および $J/\psi\pi$ などの色抑制崩壊にどのように影響を与えるか？
• RQ5 結果が形因子および $B_H$ パラメータの値にどれほど敏感であるか？

主な発見

• 色有利崩壊 $\bar{B}\to D\pi$ および $D^*\pi$ において、非因子化寄与は小さいが非可視的であり、支配的因子化振幅と顕著な干渉を示す可能性がある。
• 他のモードの測定済み分岐比との整合性から、${\cal B}(\bar{B}^0\to D^{0}\pi^0)$ および ${\cal B}(\bar{B}^0\to D^{*0}\pi^0)$ の現象論的許容下限が導かれる。
• 色抑制崩壊 $\bar{B}\to J/\psi\bar{K}$ および $J/\psi\pi$ において、非因子化寄与が支配的であり、実験的分岐比を再現するために不可欠である。
• 因子化と非因子化振幅の和は、ナイーブ因子化単独よりも実験データとの一致を改善するが、モデル依存の形因子に敏感な結果となる。
• $a_2 \simeq 0.125$ の場合でさえ、実験的崩壊率を再現するには $B_H'$ が $B_H \simeq 0.17$ よりも著しく大きくなければならないことが示され、ハドロン行列要素への感受性が浮き彫りになる。
• 非因子化振幅は漸近的行列要素 $B_H$ および $B_H'$ に比例しており、排他的B崩壊における長距離ダイナミクスの重要性が強調される。