[논문 리뷰] Order {alpha}{sub s}{sup 2}{beta}{sub 0} correction to the charged lepton spectrum in b{r_arrow}cscr(l){bar {nu}}{sub scr(l)} decays

Martin Gremm, Iain W. Stewart|arXiv (Cornell University)|1997. 02. 01.

Particle physics theoretical and experimental studies인용 수 21

한 줄 요약

이 논문은 b→cℓν̄ₗ 붕괴에서 쿼크 스펙트럼에 대한 αₛ²β₀ 이중 고리 QCD 보정을 계산하며, 이 보정이 대부분의 레프톤 에너지에서 주요 보정의 약 50%에 해당함을 발견한다. 이러한 보정을 포함하여 저자들은 ȞΛ = 0.33 GeV 및 λ₁ = -0.17 GeV²의 중심값을 추출하며, 이를 통해 MS̄ 체계에서 b 및 c 쿼크 질량과 CKM 행렬 원소 |Vcb|를 결정한다.

ABSTRACT

We compute the ${\ensuremath{\alpha}}_{s}^{2}{\ensuremath{\beta}}_{0}$ part of the two-loop QCD corrections to the charged lepton spectrum in $b\ensuremath{ ightarrow}c\mathcal{l}{\overline{\ensuremath{ u}}}_{\mathcal{l}}$ decays and find them to be about 50% of the first order corrections at all lepton energies, except those close to the end point. Including these corrections we extract the central values $\overline{\ensuremath{\Lambda}}=0.33 \mathrm{GeV}$ and ${\ensuremath{\lambda}}_{1}=\ensuremath{-}0.17{\mathrm{ }\mathrm{GeV}}^{2}$ for the HQET matrix elements and use them to determine the $\overline{\mathrm{MS}}$ $b$ and $c$ quark masses, and $|{V}_{\mathrm{cb}}|$.

연구 동기 및 목표

• b→cℓν̄ₗ 붕괴에서 이중 고리 QCD 보정의 αₛ²β₀ 기여를 계산하는 것.
• 이 보정이 에너지 스펙트럼 전반에 걸쳐 양성 레프톤 스펙트럼에 미치는 영향을 평가하는 것.
• 보정된 스펙트럼에서 신뢰할 수 있는 HQET 행렬원소 ȞΛ 및 λ₁의 값을 추출하는 것.
• 추출된 HQET 매개변수를 사용하여 이론적 매칭 절차를 통해 MS̄ 체계에서 b 및 c 쿼크 질량과 |Vcb|를 결정하는 것.

제안 방법

• 계산은 이중 고리 QCD 양자장 이론 기법을 사용하여 붕괴 진폭에서 αₛ²β₀ 항을 계산한다.
• 중량이 큰 b 및 c 쿼크의 동역학을 다루기 위해 보정은 헤비 쿼크 효과 이론(HQET) 프레임워크 내에서 수행된다.
• 레프톤 스펙트럼은 에너지의 함수로 계산되며, 미분 붕괴율에 전체 αₛ²β₀ 기여가 포함된다.
• 추출된 HQET 매개변수를 사용하여 이론적 매칭 절차를 통해 MS̄ 체계에서 b 및 c 쿼크 질량과 |Vcb|를 결정한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 b→cℓν̄ₗ 붕괴에서 레프톤 스펙트럼에 대한 αₛ²β₀ 이중 고리 QCD 보정의 크기와 에너지 의존성은 어떻게 되는가?
• RQ2 이러한 이중 고리 보정은 HQET 매개변수 ȞΛ 및 λ₁의 결정에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ3 αₛ²β₀ 보정을 분석에 포함했을 때 MS̄ 체계에서 b 및 c 쿼크 질량과 |Vcb|의 결과 값은 무엇인가?
• RQ4 개선된 QCD 보정을 고려할 때 추출된 HQET 매개변수는 이전의 결정과 어떻게 비교되는가?

주요 결과

• αₛ²β₀ 보정은 레프톤 에너지 스펙트럼의 대부분에서 주요 보정의 약 50%에 해당하며, 엣지점 근처를 제외하고는 그렇다.
• HQET 행렬원소 ȞΛ의 중심값은 0.33 GeV로 결정되었다.
• HQET 매개변수 λ₁의 중심값은 -0.17 GeV²로 발견되었다.
• 이 매개변수들을 사용하여 MS̄ 체계에서 b 쿼크 질량과 c 쿼크 질량이 이론적 프레임워크 내에서 일관되게 추출되었다.
• 보정된 스펙트럼과 추출된 HQET 매개변수를 사용하여 CKM 행렬 원소 |Vcb|가 결정되었다.
• 결과는 두 번째 고리 QCD 보정이 포함 B→clν̄ 붕괴에서 정밀도 결정에 중요한 영향을 미친다는 것을 시사한다.