[論文レビュー] Phenomenology of B{yields}{pi}{pi}, {pi}K decays at O({alpha}{sub s}{sup 2}{beta}{sub 0}) in QCD factorization

Craig N. Burrell, Alexander R. Williamson|arXiv (Cornell University)|Jun 1, 2006

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 61被引用数 5

ひとこと要約

この論文は、クーロン的反応補正を含むQCD因子化フレームワーク内で、B → ππおよびB → πK崩壊行列要素に対するO(α²ₛβ₀)の摂動的QCD補正を計算している。これらの高次の補正は、しばしばO(αₛ)項と同程度の大きさであり、大きな正準化スケールの不確実性と、非摂動的パラメータに対する制約の乏しさを引き起こし、B⁰ → π⁺π⁻における直接CP非対称性に強く影響を与える。

ABSTRACT

We study O({alpha}{sub s}{sup 2}{beta}{sub 0}) perturbative corrections to matrix elements entering two-body exclusive decays of the form B{yields}{pi}{pi}, {pi}K in the QCD factorization formalism, including chirally enhanced power corrections, and discuss the effect of these corrections on direct CP asymmetries, which receive their first contribution at O({alpha}{sub s}). We find that the O({alpha}{sub s}{sup 2}{beta}{sub 0}) corrections are often as large as the O({alpha}{sub s}) corrections. We find large uncertainties due to renormalization scale dependence as well as poor knowledge of the nonperturbative parameters. We assess the effect of the perturbative corrections on the direct CP violation parameters of B{sup 0}{yields}{pi}{sup +}{pi}{sup -}.

研究の動機と目的

• O(α²ₛβ₀)の次-leading-order摂動的QCD補正を、ππおよびπK最終状態への排他的2体B崩壊に対して計算すること。
• これらの補正が、O(αₛ)で初めて現れる直接CP非対称性に与える影響を評価すること。
• 有効ハミルトニアンの構造とクォーク質量効果に起因するチャイラルに強化された補正項をQCD因子化形式主義に組み込むこと。
• CP非対称性の予測が正準化スケールの依存性および未知の非摂動的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

• QCD因子化アプローチを用いて、B → ππおよびB → πK崩壊の行列要素をO(α²ₛβ₀)で計算する。
• 有効ハミルトニアンの構造とクォーク質量効果に起因するチャイラルに強化された補正項を含む。
• QCDのβ関数の1番目の係数β₀に比例する2ループ補正を摂動的QCD技法を用いて計算する。
• 得られた行列要素を、B⁰ → π⁺π⁻崩壊における直接CP非対称性の文脈で評価する。
• 正準化スケールの変動と未知の非摂動的パラメータへの感受性を通じて理論的不確実性を評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 B → ππおよびB → πK崩壊において、O(α²ₛβ₀)の摂動的補正は、leading-orderのO(αₛ)項と比べてどの程度の大きさか？
• RQ2 チャイラルに強化された補正項は、これらの崩壊における行列要素およびCP非対称性にどの程度の影響を与えるか？
• RQ3 B⁰ → π⁺π⁻における直接CP非対称性の予測は、正準化スケールの選択にどれほど敏感か？
• RQ4 この次数における不確実な非摂動的パラメータの影響は、CP非対称性の予測の信頼性にどのような影響を与えるか？

主な発見

• O(α²ₛβ₀)補正は、しばしばleading-orderのO(αₛ)補正と同程度の大きさであり、顕著な高次のQCD効果を示している。
• B⁰ → π⁺π⁻における直接CP非対称性は、これらの高次補正からの顕著な寄与を受けており、無視できない。
• 特に摂動的補正において、正準化スケール依存性に起因する大きな不確実性が生じる。
• 非摂動的パラメータの知識が不十分であるため、この次数におけるCP非対称性の予測の精度がさらに制限される。
• チャイラルに強化された補正項の組み込みは、この摂動的次数における行列要素の一貫した記述に不可欠である。