[論文レビュー] {tau}{r_arrow}{eta}({eta}{sup {prime}})2{pi}{nu}, 3{pi}{nu} and the WZW anomaly

B.A. Li|arXiv (Cornell University)|Feb 1, 1998

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 5

ひとこと要約

この論文は、τレプトンのη'2πνおよびηπππνへの崩壊の分岐比を計算し、前者がη2πνよりも2桁小さいことを明らかにした。これは、異常なWess-Zumino-Witten頂点ηaaの最初の実験的検証を提供し、3π最終状態にa1共鳴状態が存在することを予測するとともに、理論的予測としてτ → η' π π π νの分岐比を提示しており、理論と実験データの間に整合性がある。

ABSTRACT

It is found that the branching ratio of {tau}{r_arrow}{eta}{sup {prime}}2{pi}{nu} is two orders of magnitude smaller than that of {tau}{r_arrow}{eta}2{pi}{nu}. The branching ratio of {tau}{r_arrow}{eta}{pi}{pi}{pi}{nu} is calculated. The theoretical result agrees with the data. It is the first time that the anomalous Wess-Zumino-Witten vertex {eta}aa is tested. An a{sub 1} resonance is predicted in the final state of the three pions. A prediction of the branching ratio of {tau}{r_arrow}{eta}{sup {prime}}{pi}{pi}{pi}{nu} is presented. {copyright} {ital 1997} {ital The American Physical Society}

研究の動機と目的

• τ → η'2πνの分岐比を計算し、τ → η2πνと比較すること。
• τ崩壊の文脈において、異常なWess-Zumino-Witten (WZW) 頂点ηaaをテストすること。
• τ → η π π π ν崩壊における3π最終状態の構造を調査すること。
• レア崩壊τ → η' π π π νの分岐比を予測すること。
• 3π系にa1共鳴状態が存在するかどうかを特定すること。

提案手法

• 手術的摂動理論とWess-Zumino-Witten有効ラグランジアンを用いた理論的アモーチュド計算。
• ηが2つのゲージボソン（a a）に結合する異常頂点の組み込み。
• ユニタリティと解析性を用いて3π最終状態アモーチュドをモデル化。
• τ → η π π π νの理論的予測を実験データと比較。
• 共鳴状態解析により、3π系にa1状態が存在するかを同定。
• アモーチュドの外挿を用いて、稀な崩壊の分岐比予測を抽出。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 τ → η'2πνの分岐比は、τ → η2πνに対してどの程度か？
• RQ2 τ崩壊を用いて、異常なWZW頂点ηaaの結合をテストできるか？
• RQ3 τ → η π π π ν崩壊の3π最終状態にa1共鳴状態の証拠があるか？
• RQ4 τ → η' π π π ν崩壊の予測分岐比は何か？
• RQ5 理論モデルは、τ → η π π π νの測定済み分岐比をどの程度うまく記述できるか？

主な発見

• τ → η'2πνの分岐比は、τ → η2πνの分岐比よりも2桁小さいことが判明した。
• τ → η π π π νの分岐比に対する理論的予測は、実験データと整合している。
• 本研究は、物理的崩壊過程において異常なWess-Zumino-Witten頂点ηaaを初めて直接的にテストした。
• τ → η π π π ν崩壊の3π最終状態にa1共鳴状態が予測される。
• 理論的モデリングに基づき、τ → η' π π π νの分岐比の予測が提示された。