[論文レビュー] sin2β from K→πνν☆

Gerhard Buchalla, Andrzej J. Buras|arXiv (Cornell University)|Jul 28, 1994

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 13被引用数 29

ひとこと要約

この論文は、トップクォーク質量および V_cb に依存しない、理論的に洗練された CKM行列の sin²β の決定を提案している。次-leading order QCD補正を用いることで、分岐比が10%の不確実性で測定される場合、Δsin²β ≈ ±0.11 の精度に達し、η および |V_td| の高精度抽出が可能になる。

ABSTRACT

Abstract We point out the measurement of just the two branching fractions B(K + →π + ν ν ) and B(K L →π 0 ν ν ) can in a theoretically clean manner determine sin2 β almost independently of m t and V cb . This allows to obtain an interesting relation between the CP asymmetry A CP ( ψK S ) in B physics and the branching ratios for these two rare K decays. The recently calculated next-to-leading order QCD corrections improve the accuracy of this analysis. We find typically Δ sin2 β =±0.11 provided B(K + →π + ν ν ) and B(K L →π 0 ν ν ) are measured within ±10% accuracy. With decreasing uncertainty in Λ MS and m c this error could be reduced to Δ sin2 β α and sin2 γ on the other hand is rather poor. However respectable determinations of the Wolfenstein parameter η and of |V td | can be obtained.

研究の動機と目的

• 稀なカイオン衰変を用いて、CKM行列の sin²β に対する理論的に洗練された決定を提供すること。
• m_t および V_cb に依存しないことで、sin²β の理論的不確実性を低減すること。
• B物理学におけるCP非対称性（A_CP(ψK_S)）と稀なK衰変分岐比との間の明確な関係を確立すること。
• 洗練された実験的観測量を用いて、特に η および |V_td| のCKMパラメータの決定精度を向上させること。

提案手法

• sin²β の抽出に、主に B(K⁺→π⁺νν) および B(K_L→π⁰νν) の分岐比を入力として用いる。
• 理論的精度の向上のため、衰変振幅計算に次-leading order QCD補正を適用する。
• 分岐比とCKMパラメータ sin²β の関係を、標準模型の理論枠組みに基づいて確立する。
• CKM行列のユニタリティを用いて、m_t および V_cb に依存しない形で sin²β を制約する。
• Wolfensteinパrametrizationを用いて、結果を η および |V_td| の形で表現する。
• 誤差伝搬を実行し、分岐比の実験的精度に基づいて sin²β の不確実性を推定する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 K⁺→π⁺νν および K_L→π⁰νν の分岐比のみを用いて、理論的不確実性を最小限に抑えた sin²β の決定が可能か？
• RQ2 次-leading order QCD補正は、これらの衰変からの sin²β 決定の精度にどのように影響するか？
• RQ3 sin²β の決定は、m_t および V_cb にどの程度依存しないか？
• RQ4 分岐比が ±10% の不確実性で測定された場合、sin²β の達成可能な精度はどの程度か？
• RQ5 これらの結果は、η や |V_td| などの他のCKMパラメータの決定にどのように影響するか？

主な発見

• B(K⁺→π⁺νν) および B(K_L→π⁰νν) の測定により、理論的に洗練され、m_t および V_cb にほぼ依存しない sin²β の決定が可能になる。
• 次-leading order QCD補正は、分岐比の理論的予測の精度を顕著に向上させる。
• 分岐比の実験的不確実性が10%の場合、sin²β における不確実性は Δsin²β ≈ ±0.11 に達する。
• Λ_MS および m_c の不確実性が低減されれば、sin²β の精度は Δsin²β ≈ ±0.11 またはそれ以上に向上する可能性がある。
• この手法により、Wolfensteinパラメータ η および |V_td| の妥当な決定が得られる。
• この手法を用いた sin²γ の決定はやや精度が低いため、この手法の強みは sin²β 及び関連パラメータに集中している。