[論文レビュー] Semileptonic and nonleptonic decays of Bc

M. A. Ivanov, J. G. Körner+1 more|ArXiv.org|Sep 13, 2006

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 17被引用数 4

ひとこと要約

本稿では、$B_c$ メソンの排他的な半レプトン的および非レプトン的崩壊について、相対論的構成クォーク模型を用いた研究を行い、幅広い崩壊モードの分岐比を計算している。モデルは、$b \to c$ 遷移に対しては全排他的分岐比8.8%、$c \to s$ 遷移に対しては27.6%を予測しており、後者は理論的に予想される70%よりも顕著に低い。これは、非共鳴状態のマルチボディ崩壊からの寄与が顕著であることを示唆している。

ABSTRACT

Using our relativistic constituent quark model we present results on the exclusive nonleptonic and semileptonic decays of the Bc-meson. The nonleptonic decays are studied in the framework of the factorization approximation. We calculate the branching ratios for a large set of exclusive nonleptonic and semileptonic decays of the Bc-meson and compare our results with the results of other models.

研究の動機と目的

• 相対論的構成クォーク模型を用いて、$B_c$ メソンの排他的な半レプトン的および非レプトン的崩壊の分岐比を計算すること。
• QCD和則や他の構成クォーク模型を含む、他の理論的モデルとの結果を比較すること。
• 特に $c \to s$ および $b \to c$ 遷移において、排他的崩壊チャネルが全崩壊幅をどの程度カバーできるかを評価すること。
• 最新の実験的 $B_c$ 質量および $f_D$ 崩壊定数のデータを用いて、モデルのパラメータを更新すること。

提案手法

• 最近の $B_c$ 質量および $f_D$ 測定値を用いてパラメータを更新した、既にさまざまな弱い崩壊に応用された相対論的構成クォーク模型を用いる。
• 因子化近似と相対論的波動関数を用いて、半レプトン的崩壊の行列要素を計算する。
• 非レプトン的2体崩壊に対しても因子化近似を適用し、charm 崩壊にはウィルスン係数 $a_1^c = 1.20$, $a_2^c = -0.317$、bottom 崩壊には $a_1^b = 1.14$, $a_2^b = -0.20$ を用いる。
• 包括的な $B_c$ 崩壊モードの部分崩壊幅および分岐比を計算するために、モデルを用いる。
• 結果をQCD和則の予測および他の構成クォーク模型計算と比較する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 $B_c$ の排他的な半レプトン的崩壊の分岐比は、charm 状態、$D$、$B_s$、$B$ 状態へそれぞれどのように予測されるか？
• RQ2 非レプトン的 $B_c$ 崩壊の分岐比は、QCD和則および他の構成クォーク模型の予測と比べてどうなるか？
• RQ3 特に $c \to s$ および $b \to c$ 遷移において、排他的崩壊モードが全 $B_c$ 崩壊幅をどの程度カバーしているか？
• RQ4 最新の実験的入力が、$B_c$ 崩壊分岐比のモデル予測に及ぼす影響は何か？

主な発見

• モデルは、$b \to c$ 诱发崩壊の全排他的分岐比を8.8%と予測しており、このチャネルが全幅の約20%を占めるという予想と整合的である。
• $c \to s$ 诱发崩壊に対しては、全排他的分岐比が27.6%に達するが、これは理論的に予想される70%やQCD和則が予測する73.4%よりも顕著に低い。
• モデルの $b \to c$ 崩壊の結果は、QCD和則および構成クォーク模型の予測と一般的に一致しているが、一部の $c \to (s,d)$ 遷移では、他のモデルよりも高い値を示している。
• モデルは、$B_c^- \to \overline{B}_s^{*0} e\nu$ の分岐比を2.37%と予測しており、Faustモデルの1.71%やAbdEl-Hadyモデルの3.45%よりも高い。
• 非レプトン的崩壊 $B_c^- \to J/\psi D_s^{*\,-}$ の分岐比は0.97%であり、KKLモデルの0.67%やAbdEl-Hadyモデルの0.55%よりも高い。
• モデルは、$B_c^- \to \overline{B}_s^{*0} \rho^-$ の分岐比を11%と予測しており、特定の崩壊チャネルにおいてベクトルメソン終状態が支配的であることを示唆している。