[論文レビュー] The {bar B}{r_arrow}X{sub s}{gamma} photon spectrum

Zoltan Ligeti, Michael Luke+2 more|arXiv (Cornell University)|Aug 1, 1999

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 42被引用数 42

ひとこと要約

この論文は、HQETパラメータ Ȝ と λ₁ をスペクトルのモーメントから高精度に抽出できるように、αs²β₀ のオーダーまで含まれる、包含的放射性 B-bar → Xsγ 衰えにおける光子エネルギースペクトルを計算している。スペクトルの第一モーメント 〈1−2Eγ/mB〉 が、b クォーカーの極座標質量に吸収できない Υ(1S) 質量の非摂動的寄与を特定できることを示している。

ABSTRACT

The photon energy spectrum in inclusive weak radiative {bar B}{r_arrow}X{sub s}{gamma} decay is computed to order {alpha}{sub s}{sup 2}{beta}{sub 0}. This result is used to extract a value for the heavy quark effective theory (HQET) parameter {bar {Lambda}} from the average {l_angle}1{minus}2E{sub {gamma}}/m{sub B}{r_angle}, and a value of the parameter {lambda}{sub 1} from {l_angle}(1{minus}2E{sub {gamma}}/m{sub B}){sup 2}{r_angle}. An accurate measurement of {l_angle}1{minus}2E{sub {gamma}}/m{sub B}{r_angle} can determine the size of the nonperturbative contributions to the {Upsilon}(1S) mass which cannot be absorbed into the {ital b} quark pole mass. {copyright} {ital 1999} {ital The American Physical Society}

研究の動機と目的

• QCD における次々次の高次の修正（αs²β₀ のオーダー）を含めた、包含的 B-bar → Xsγ 衰えにおける光子エネルギースペクトルの計算を目的とする。
• 光子スペクトルの第一モーメント 〈1−2Eγ/mB〉 から HQET パラメータ Ȝ を抽出することを目的とする。
• 光子スペクトルの第二モーメント 〈(1−2Eγ/mB)²〉 から HQET パラメータ λ₁ を決定することを目的とする。
• b クォーカーの極座標質量に再定義できない、Υ(1S) 質量への非摂動的寄与を特定することを目的とする。

提案手法

• 包含的 B-bar → Xsγ 衰えの振幅の計算を整理するために、重クォーク効果理論（HQET）を用いる。
• HQET フレームワーク内で摂動的および非摂動的効果を組み込んだ、αs²β₀ のオーダーまで計算された光子スペクトルを求める。
• 特に (1−2Eγ/mB) の第一および第二モーメントに注目し、HQET パラメータを分離するためのモーメント展開を用いる。
• 完全な QCD 振幅と HQET 有効理論との関係を確立するために、レノルマライゼーション群の発展とマッチングを適用する。
• HQET 内の非摂動的行列要素が Ȝ と λ₁ に符号化されていることを利用し、これらがスペクトルのモーメントから抽出されることを示す。
• 第一モーメント 〈1−2Eγ/mB〉 が、極座標質量定義を超えた Υ(1S) 質量の非摂動的シフトに敏感であることを示している。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 包含的 B-bar → Xsγ 衰えにおける光子スペクトルに対する、次々次の高次の QCD 修正は何か？
• RQ2 第一モーメント 〈1−2Eγ/mB〉 は、HQET パラメータ Ȝ をどのように抽出できるか？
• RQ3 第二モーメント 〈(1−2Eγ/mB)²〉 が、HQET パラメータ λ₁ をどの程度まで決定できるか？
• RQ4 第一モーメント 〈1−2Eγ/mB〉 の測定は、b クォーカーの極座標質量の再定義では取り除けない、Υ(1S) 質量への非摂動的寄与を分離できるか？

主な発見

• B-bar → Xsγ 衰えにおける光子エネルギースペクトルが αs²β₀ のオーダーまで計算され、より高精度な理論予測が得られた。
• 第一モーメント 〈1−2Eγ/mB〉 が HQET パラメータ Ȝ の抽出に用いられ、これは主要な非摂動的質量シフトを符号化している。
• 第二モーメント 〈(1−2Eγ/mB)²〉 から HQET パラメータ λ₁ が決定され、これは b クォーカーの運動エネルギーに関係している。
• 〈1−2Eγ/mB〉 の正確な測定により、b クォーカーの極座標質量に吸収できない、Υ(1S) 質量への非摂動的寄与を分離できる。
• 結果として、包含的放射性 B 衰えと重クォーク系の非摂動的構造との間の直接的な理論的リンクが確立された。