[논문 리뷰] Effects from the charm scale in K+ -> pi+ nu nubar

Adam F. Falk, Adam J. Lewandowski외 1명|arXiv (Cornell University)|2000. 12. 08.

Particle physics theoretical and experimental studies인용 수 20

한 줄 요약

이 논문은 쿼크 질량이 τ-쿼크 질량 스케일에서 발생하는 비국소적 기여가 희귀 붕괴 K⁺ → π⁺νν̄에 미치는 영향을 조사하며, 저에너지 효과 이론에서 차원-팔곱 연산자의 주요 계수를 계산한다. 이러한 효과는 추정상 작지만, 행렬 원소 모델링의 불확실성으로 인해 기존 이론적 불확실성에 상당한 기여를 할 수 있으며, 최대 15%에 이를 수 있다.

ABSTRACT

We consider contributions to the rare decay K+ -> pi+ nu nubar which become nonlocal at the charm scale. Compared to the leading term, such amplitudes are suppressed by two powers of mK/mc and could potentially give corrections at the level of 15%. We compute the leading coefficients of the subleading dimension eight operators in the effective theory below the charm mass. The matrix elements of these operators cannot all be calculated from first principles and some must be modeled. We find that these contributions are likely to be small, but the estimate is sufficiently uncertain that the result may be as large as the existing theoretical uncertainty from other sources.

연구 동기 및 목표

• 비국소적 기여가 희귀 붕괴 K⁺ → π⁺νν̄에 미치는 영향을 평가하기 위해.
• τ-쿼크 질량 이하의 효과 이론에서 차원-팔곱 연산자의 주요 계수를 계산하기 위해.
• 일급 원리로부터 계산할 수 없는 행렬 원소에서 기인하는 이론적 불확실성을 평가하기 위해.
• 이러한 보조 기여가 붕괴율이나 이론 정밀도에 상당한 영향을 미칠 수 있는지 판단하기 위해.

제안 방법

• τ-쿼크 질량 스케일 이하의 효과 이론을 구성하여 붕괴 역학을 기술하기 위해.
• K⁺ → π⁺νν̄에 기여하는 차원-팔곱 연산자의 주요 계수를 식별하고 계산하기 위해.
• 효과 이론 기법을 사용하여 τ-쿼크 스케일 물리에서 발생하는 비국소적 상호작용을 다루기 위해.
• 일급 원리 계산이 불가능한 차원-팔곱 연산자의 행렬 원소를 모델링하기 위해.
• 모델링의 불확실성을 고려하여 이러한 기여의 크기를 주로 억제된 진폭에 비해 추정하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 τ-쿼크 질량 스케일에서 발생하는 물리로 인해 K⁺ → π⁺νν̄에 기여하는 비국소적 기여의 크기는 얼마인가?
• RQ2 저에너지 효과 이론에서 차원-팔곱 연산자의 계수는 붕괴 진폭에 어떻게 영향을 미치는가?
• RQ3 이 연산자의 행렬 원소 모델링의 불확실성은 이론 예측에 어느 정도의 영향을 미치는가?
• RQ4 이러한 보조 효과가 기존 붕괴율 이론적 불확실성과 비교하여 상당한 수준에 도달할 수 있는가?

주요 결과

• τ-쿼크 질량 스케일에서 비롯된 비국소적 기여는 주로 억제된 항에 비해 두 제곱의 mK/mc에 의해 억제된다.
• 계산된 차원-팔곱 연산자의 계수는 작지만, 그들의 행렬 원소는 일급 원리로부터 완전히 결정될 수 없다.
• 이러한 행렬 원소의 모델링 불확실성으로 인해 이론적 모호성이 상당히 발생한다.
• 결과적으로 이러한 보정은 기존 이론적 불확실성과 비교하여 최대 15%에 이르게 될 수 있다.