[論文レビュー] Time dependence in B! V '' decays

Javier Virto, Theoretische Physik|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2015

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 62被引用数 3

ひとこと要約

本稿では、中性メソン混合を伴うB→V(→M1M2)崩壊に対して、時間に依存する配向分布を導出し、大運動量核において理論的にクリアな2つの観測量、Q₈とQ₉を導入した。これらを標準模型で計算し、b→sℓ⁺ℓ⁻遷移における新物理の感度を示し、Bファクトリーやハドロン衝突実験における強力な探索手段を提供する。

ABSTRACT

We discuss the theory and phenomenology of Bd;s! V (! M1M2)‘‘ decays in the presence of neutral-meson mixing. We derive expressions for the time-dependent angular distributions for decays into CP eigenstates, and identify the relevant observables that can be extracted from time-integrated and time-dependent analyses with or without tagging, with a focus on the dierence between measurements at Bfactories and hadronic machines. We construct two observables of interest, which we call Q 8 and Q9, and which are theoretically clean at large recoil. We compute these two observables in the Standard Model, and show that they have good potential for New Physics searches by considering their sensitivity to benchmark New Physics scenarios consistent with current b! s‘‘ data. These results apply to decays such as Bd! K (! KS 0 )‘‘, Bs! (! KSKL)‘‘ and Bs! (! K + K )‘‘.

研究の動機と目的

• 中性メソン混合が存在する場合のB→V(→M1M2)崩壊における時間に依存する配向分布を導出すること。
• フレーバー標識の有無にかかわらず、時間積分済みおよび時間に依存する解析から測定可能な観測量を特定すること。
• Bファクトリーサイズとハドロン衝突実験環境との間の実験的シグネチャの違いを区別すること。
• 大運動量核において、新物理を探索するための理論的にクリアな観測量Q₈およびQ₉を構築すること。
• 現在のb→sℓ⁺ℓ⁻データと整合するベンチマーク新物理シナリオに対して、Q₈およびQ₉の感度を評価すること。

提案手法

• CP固有状態への崩壊における時間に依存する配向分布を導出し、中性メソン混合効果を組み込んだ。
• 理論的不確実性を低減するために、大運動量核で特徴づけられる、角係数の比として定義された2つの観測量Q₈およびQ₉を導入した。
• 有効場理論とアモルティスパrametrizationを用いて、標準模型内でのQ₈およびQ₉の計算を行った。
• b→sℓ⁺ℓ⁻データと整合するベンチマークモデルを用いて、Q₈およびQ₉の新物理への感度を分析した。
• Bファクトリーサイズとハドロン衝突実験の両環境におけるQ₈およびQ₉の理論的予測を比較した。
• 時間に依存する崩壊率から、標識の有無にかかわらず、観測量を抽出するために角分解技術を用いた。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 中性メソン混合の影響を受けるB→V(→M1M2)崩壊における時間に依存する配向分布はどのように変化するか？
• RQ2 時間積分済みおよび時間に依存する解析から、B→V(→M1M2)崩壊において測定可能な理論的にクリアな観測量は何か？
• RQ3 Q₈およびQ₉は、標準的な観測量と比較して、新物理への感度でどのように異なるか？
• RQ4 実験環境（Bファクトリーサイズ対ハドロン衝突実験）がQ₈およびQ₉の測定に与える影響は何か？
• RQ5 Q₈およびQ₉は、標準模型およびベンチマーク新物理シナリオにおいて、b→sℓ⁺ℓ⁻遷移でどのように振る舞うか？

主な発見

• Q₈およびQ₉は、大運動量核において理論的にクリアな観測量であり、強い位相やフォーム因子への感度が低減されている。
• 標準模型では、Q₈およびQ₉はゼロに非常に近い値を予測しており、新物理探索の明確な基準として有用である。
• Q₈およびQ₉は、特にテンソル型またはスカラー型のオペレーターを伴うシナリオにおいて、b→sℓ⁺ℓ⁻遷移における新物理寄与に対して顕著な感度を示す。
• Q₈およびQ₉は、Bファクトリーサイズおよびハドロン衝突実験の両方で測定可能であり、標識能力に応じて異なる実験的シグネチャを示す。
• Q₈およびQ₉における理論的不確実性は、大運動量核において抑制されており、標準模型の高精度テストに最適である。
• 本フレームワークにより、B→V(→M1M2)崩壊の角分布解析を通じて、モデルに依存しない新物理の探索が可能になる。