[논문 리뷰] New physics in Bs0→J/ψϕ decays?

Bruno El-Bennich, J. P. B. C. de Melo외 3명|arXiv (Cornell University)|2012. 04. 01.

Particle physics theoretical and experimental studies참고 문헌 18인용 수 1

한 줄 요약

이 논문은 최근 LHCb, D0, CDF 측정치를 사용하여 B_s^0 → J/ψϕ 및 B_s^0 → J/ψf_0(980) 붕괴에서의 새로운 물리학 기여를 조사한다. 실험적으로 측정된 비율 R_f0/ϕ 는 둘 다의 붕괴 채널에서 새로운 물리학 효과에 엄격한 제약을 가하며, 허용 가능한 매개변수 공간을 크게 제한한다.

ABSTRACT

Abstract After a brief review of B s 0 – B s 0 oscillations, we discuss the weak decays B s 0 → J / ψ ϕ and B s 0 → J / ψ f 0 ( 980 ) and the ratio R f 0 / ϕ of their decay rates in the light of recent measurements by the LHCb, D 0 and CDF Collaborations. We point out that the experimental values for R f 0 / ϕ impose tight limits on new physics contributions to both decay channels.

연구 동기 및 목표

• 최근 실험 측정치가 B_s^0 → J/ψϕ 및 B_s^0 → J/ψf_0(980) 붕괴에서의 새로운 물리학 기여에 미치는 영향을 평가하기 위해.
• 표준모형을 초월한 새로운 물리학을 탐지하기 위한 관측량으로서 R_f0/ϕ 비율의 평가를 위해.
• LHCb, D0, CDF 협력단의 업데이트된 데이터를 활용하여 B_s^0 붕괴에서의 새로운 물리학 효과를 제약하기 위해.
• 측정된 R_f0/ϕ 값이 양쪽 붕괴 모드에서 가능한 새로운 물리학 기여를 얼마나 엄격히 제한하는지 규명하기 위해.

제안 방법

• 효과적 장 이론의 프레임워크 내에서 B_s^0 → J/ψϕ 및 B_s^0 → J/ψf_0(980) 붕괴 진폭의 분석을 위해.
• R_f0/ϕ = Γ(B_s^0 → J/ψf_0(980)) / Γ(B_s^0 → J/ψϕ) 비율을 새로운 물리학을 탐지하기 위한 핵심 관측량으로 사용하기 위해.
• LHCb, D0, CDF로부터의 최근 실험적 값과 R_f0/ϕ 의 이론적 예측을 비교하기 위해.
• 단위성과 진폭 관계를 적용하여 붕괴 진폭에서의 새로운 물리학 기여를 제약하기 위해.
• B_s^0–B_s^0 진동에서의 제약을 통합하여 새로운 물리학 매개변수를 추가로 제한하기 위해.
• R_f0/ϕ 가 양쪽 붕괴 채널에서의 새로운 물리학 기여에 얼마나 민감한지 평가하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 최근 LHCb, D0, CDF의 R_f0/ϕ 측정치는 B_s^0 → J/ψϕ 붕괴에서의 새로운 물리학에 어떤 제약을 가하는가?
• RQ2 새로운 물리학 기여는 B_s^0 붕괴에서 R_f0/ϕ 비율에 얼마나 큰 영향을 미칠 수 있는가?
• RQ3 측정된 R_f0/ϕ 값은 표준모형을 초월한 새로운 물리학 모델에 어떤 함의를 지닌다?
• RQ4 B_s^0–B_s^0 진동 데이터는 R_f0/ϕ 에 의한 새로운 물리학 제약를 어떻게 보완하는가?
• RQ5 현재의 실험적 R_f0/ϕ 값은 표준모형과 일치하는가, 아니면 새로운 물리학을 시사하는가?

주요 결과

• R_f0/ϕ 의 측정된 값은 B_s^0 → J/ψϕ 붕괴 채널에서의 새로운 물리학 기여에 강력한 제약를 가한다.
• R_f0/ϕ 에 대한 엄격한 실험적 한계로 인해 B_s^0 → J/ψf_0(980) 붕괴에서의 새로운 물리학 효과 역시 유사하게 제약된다.
• 비율 R_f0/ϕ 는 둘 다의 붕괴 모드에서 새로운 물리학의 허용 가능한 매개변수 공간을 크게 줄이는 강력한 탐지 수 Mittel로 작용한다.
• 측정된 R_f0/ϕ 가 표준모형과 일치한다는 것은 어떤 새로운 물리학도 매우 억제되거나 정밀하게 조정되어야 함을 시사한다.
• B_s^0–B_s^0 진동에서의 제약는 이 붕괴 과정에서의 새로운 물리학에 대한 제약를 더욱 강화한다.