[論文レビュー] Nonfactorizable charm-loop effects in rare FCNC $B$-decays

Anastasiia Kozachuk, Dmitri Melikhov|arXiv (Cornell University)|May 15, 2018

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 1

ひとこと要約

この論文は、概念的問題を分離するために簡略化されたスカラーフィールド理論を用いて、レアなフレーバーチェンジ中性現在（FCNC）B崩壊における非因数化charmループ効果を調査する。非因数化効果が、非一致する座標を持つ完全な3粒子分布振幅を必要とすることを示し、崩壊振幅におけるΛ_QCD m_b / m_c^2 次の補正を正しく捉えるために(x−y)^2 依存性が不可欠であることを示している。

ABSTRACT

We revisit the calculation of nonfactorizable corrections induced by charm-quark loops in FCNC $B$-decays. For the sake of clarity, we make use of a field theory with scalar particles: this allows us to focus on the conceptual issues and to avoid technical complications related to particle spins in QCD. We perform a straightforward calculation of the appropriate correlation function and show that it requires the knowledge of the full generic three-particle distribution amplitude with non-aligned arguments, $\langle 0|\bar s(y)G_{\mu u}(x)b(0)|B(p) angle$. Moreover, the dependence of this quantity on the variable $(x-y)^2$ is essential for a proper account of the $\left(\Lambda_{ m QCD}m_b/m_c^2 ight)^n$ terms in the amplitudes of FCNC $B$-decays.

研究の動機と目的

• 非因数化charmループ寄与の概念的構造を明確化すること。
• スピン関連の複雑さを避けるために、完全なQCDの代わりにスカラーフィールド理論を用いることで、力学的および構造的問題を分離すること。
• 行列要素⟨0|̄s(y)G_μu(x)b(0)|B(p)⟩において、非一致する引数を持つ完全な3粒子分布振幅が必要不可欠であることを示すこと。
• この行列要素における(x−y)^2 依存性が、崩壊振幅におけるΛ_QCD m_b / m_c^2 次の補正を捉えるために重要であることを確立すること。

提案手法

• B崩壊を表すために簡略化されたスカラーフィールド理論モデルを採用し、QCDをスカラーパarticleに置き換え、非因数化ダイナミクスに注目する。
• 運動量空間で関連する相関関数を直接計算し、3粒子分布振幅を含む行列要素の構造を分析する。
• 行列要素が非一致する座標xとyにどのように依存するかを分析し、特に(x−y)^2 離隔に注目する。
• 一般の3粒子分布振幅⟨0|̄s(y)G_μu(x)b(0)|B(p)⟩が、振幅における非因数化成分として果たす役割を特定する。
• 次元正則化とオペレータ積展開の技術を用いて、Λ_QCD m_b / m_c^2 次の補正を体系的に抽出する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 因数化近似を超えて、非因数化charmループ寄与がレアなFCNC B崩壊に果たす役割は何か？
• RQ2 charm quark ループが存在する中で、非一致する座標依存性(x−y)^2 は行列要素の構造にどのように影響するか？
• RQ3 これらの崩壊における非因数化効果を記述するために、完全な3粒子分布振幅がなぜ必要不可欠なのか？
• RQ4 Λ_QCD m_b / m_c^2 次の補正はどのように振幅に現れ、どのような場の理論的構造がそれらを支持するのか？

主な発見

• FCNC B崩壊における非因数化charmループ寄与は、非一致する引数xとyを持つ完全な3粒子分布振幅を必要とする。
• 行列要素⟨0|̄s(y)G_μu(x)b(0)|B(p)⟩は、2点関数の積に簡略化できないため、真に非因数化されたダイナミクスを示している。
• 振幅におけるΛ_QCD m_b / m_c^2 次の補正を正しく捉えるために、(x−y)^2 依存性が不可欠である。
• スカラーフィールド理論モデルは、これらの補正の概念的構造を効果的に分離でき、それらが非因数化的性質を有することを確認したが、スピンの複雑さは伴わない。