[論文レビュー] Rare Decays of \Lambda_b->\Lambda + \gamma and \Lambda_b ->\Lambda + l^{+} l^{-} in the Light-cone Sum Rules

Yu-Ming Wang, Ying Li+1 more|arXiv (Cornell University)|Apr 4, 2008

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions被引用数 44

ひとこと要約

本研究は、光線和分規則（LCSR）を用いて、Λ_b → ΛγおよびΛ_b → Λl⁺l⁻のレアなcharmlessバリオン崩壊を検討し、Λバリオンの高次混合度分布振幅を含む。重夸粒子スピン対称性下では高次混合度効果が無視できるが、対称性が破れると形式因子に顕著な影響を及ぼすことが判明。また、素性の波動関数モデルでは、共形展開と比較して形式因子が約5倍大きくなる。

ABSTRACT

Within the Standard Model, we investigate the weak decays of $\Lambda_b o \Lambda + \gamma$ and $\Lambda_b o \Lambda + l^{+} l^{-}$ with the light-cone sum rules approach. The higher twist distribution amplitudes of $\Lambda$ baryon to the leading conformal spin are included in the sum rules for transition form factors. Our results indicate that the higher twist distribution amplitudes almost have no influences on the transition form factors retaining the heavy quark spin symmetry, while such corrections can result in significant impacts on the form factors breaking the heavy quark spin symmetry. Two phenomenological models (COZ and FZOZ) for the wave function of $\Lambda$ baryon are also employed in the sum rules for a comparison, which can give rise to the form factors approximately 5 times larger than that in terms of conformal expansion. Utilizing the form factors calculated in LCSR, we then perform a careful study on the decay rate, polarization asymmetry and forward-backward asymmetry, with respect to the decays of $\Lambda_b o \Lambda \gamma$, $\Lambda l^{+}l^{-}$.

研究の動機と目的

• 光線和分規則（LCSR）を用いて、Λ_b → ΛγおよびΛ_b → Λl⁺l⁻崩壊の遷移形式因子を計算すること。
• 重夸粒子スピン対称性およびその破れの下で、Λバリオンの高次混合度分布振幅が形式因子に与える影響を検討すること。
• Λバリオン波動関数の共形展開と、素性のモデル（COZおよびFZOZ）から得られる形式因子を比較すること。
• これらのレア崩壊における崩壊断面積、偏光非対称性、前後非対称性について、詳細な素性的分析を実施すること。

提案手法

• Λ_b → ΛγおよびΛ_b → Λl⁺l⁻崩壊の遷移形式因子を計算するために、光線和分規則（LCSR）を採用する。
• LCSR形式主義において、第一混合度および高次混合度のΛバリオン分布振幅を、共形スピンの一次まで含める。
• 形式因子のモデル依存性を評価するために、2つの素性的モデル（COZおよびFZOZ）をΛバリオン波動関数に用いる。
• 重夸粒子スピン対称性を適用し、対称性保持と破れの両状態における高次混合度寄与の役割を分析する。
• 計算された形式因子を用いて、物理的観測量（崩壊断面積、偏光非対称性、前後非対称性）を計算する。
• 現実的な入力パラメータを用いた数値的解析を行い、異なるΛ波動関数モデル間での結果を比較する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 重夸粒子スピン対称性下で、Λバリオンの高次混合度分布振幅は、Λ_b → ΛγおよびΛ_b → Λl⁺l⁻崩壊における遷移形式因子にどのように影響を与えるか？
• RQ2 重夸粒子スピン対称性が明示的に破れた場合、高次混合度振幅による補正の大きさはどの程度か？
• RQ3 素性のΛバリオン波動関数モデル（COZおよびFZOZ）は、共形展開と比較して形式因子をどのように予測するか？
• RQ4 形式因子の違いが、これらのレア崩壊における崩壊断面積、偏光非対称性、前後非対称性に与える影響は何か？
• RQ5 モデル依存性の波動関数が、Λ_b → ΛγおよびΛ_b → Λl⁺l⁻の素性的予測にどの程度影響を及えるか？

主な発見

• 重夸粒子スピン対称性が保たれる状況では、高次混合度分布振幅の影響は形式因子に対して無視できる。
• 重夸粒子スピン対称性が破れる場合、高次混合度寄与は形式因子に顕著な修正をもたらす。
• 素性の波動関数モデル（COZおよびFZOZ）は、共形展開と比較して、遷移形式因子を約5倍大きく生成する。
• 崩壊断面積、偏光非対称性、前後非対称性は、Λバリオン波動関数モデルの選択に敏感に依存する。
• Λ_b → Λl⁺l⁻における前後非対称性は測定可能で、モデル依存性を示す可能性があり、新物理の探査に役立つ。
• 結果から、これらのレア崩壊における形式因子予測の主要な不確実要因は、Λバリオン波動関数のモデル依存性であると示唆される。