[논문 리뷰] Phenomenology of B{yields}{pi}{pi}, {pi}K decays at O({alpha}{sub s}{sup 2}{beta}{sub 0}) in QCD factorization

Craig N. Burrell, Alexander R. Williamson|arXiv (Cornell University)|2006. 06. 01.

Particle physics theoretical and experimental studies참고 문헌 61인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 QCD 인자분해 프레임워크 내에서 B → ππ 및 B → πK 붕괴 행렬원소에 대해 O(α²ₛβ₀) 순환 QCD 보정을 계산하며, 카이랄리티로 증폭된 보정 항도 포함한다. 이러한 고차항 보정은 종종 O(αₛ) 항과 크기적으로 유사하며, 이는 중대한 규격 스케일 불확실성과 비중간론적 매개변수에 대한 약한 제약을 초래하며, 이는 B⁰ → π⁺π⁻에서 직접 CP 비대칭에 크게 영향을 준다.

ABSTRACT

We study O({alpha}{sub s}{sup 2}{beta}{sub 0}) perturbative corrections to matrix elements entering two-body exclusive decays of the form B{yields}{pi}{pi}, {pi}K in the QCD factorization formalism, including chirally enhanced power corrections, and discuss the effect of these corrections on direct CP asymmetries, which receive their first contribution at O({alpha}{sub s}). We find that the O({alpha}{sub s}{sup 2}{beta}{sub 0}) corrections are often as large as the O({alpha}{sub s}) corrections. We find large uncertainties due to renormalization scale dependence as well as poor knowledge of the nonperturbative parameters. We assess the effect of the perturbative corrections on the direct CP violation parameters of B{sup 0}{yields}{pi}{sup +}{pi}{sup -}.

연구 동기 및 목표

• 배제적 두체 B 붕괴인 ππ 및 πK 최종 상태에 대해 O(α²ₛβ₀) 단계에서의 다음 최고 순서 순환 QCD 보정을 계산하는 것.
• 이 보정 항이 O(αₛ)에서 처음 나타나는 직접 CP 비대칭에 어떤 영향을 미치는지 평가하는 것.
• QCD 인자분해 형식론 내에서 카이랄리티로 증폭된 보정 항을 포함하는 것.
• CP 비대칭 예측이 규격 스케일 의존성과 비중간론적 매개변수에 얼마나 민감한지 평가하는 것.

제안 방법

• QCD 인자분해 접근법을 사용하여 B → ππ 및 B → πK 붕괴의 행렬원소를 O(α²ₛβ₀)에서 계산하는 것.
• 효과 해밀토니안의 구조와 쿼크 질량 효과에서 기인하는 카이랄리티로 증폭된 보정 항을 포함하는 것.
• QCD β 함수의 첫 번째 계수인 β₀에 비례하는 이중 루프 보정을 순환 QCD 기법으로 계산하는 것.
• 결과로 얻어진 행렬원소를 B⁰ → π⁺π⁻ 붕괴에서의 직접 CP 비대칭의 맥락에서 평가하는 것.
• 규격 스케일 변화와 알려지지 않은 비중간론적 매개변수에 대한 민감도를 통해 이론적 불확실성을 평가하는 것.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 B → ππ 및 B → πK 붕괴에서 O(α²ₛβ₀) 순환 보정은 주로 O(αₛ) 기여항과 비교하여 얼마나 큰가?
• RQ2 카이랄리티로 증폭된 보정 항은 이러한 붕괴에서 행렬원소와 CP 비대칭에 얼마나 큰 영향을 미치는가?
• RQ3 B⁰ → π⁺π⁻에서의 직접 CP 비대칭 예측은 규격 스케일 선택에 얼마나 민감한가?
• RQ4 이 순서에서 잘 알려지지 않은 비중간론적 매개변수가 CP 비대칭 예측의 신뢰성에 어떤 영향을 미치는가?

주요 결과

• O(α²ₛβ₀) 보정 항은 종종 주요 기여인 O(αₛ) 항과 크기적으로 유사하며, 이는 상당한 고차항 QCD 효과를 시사한다.
• B⁰ → π⁺π⁻에서의 직접 CP 비대칭은 이러한 고차항 보정 항으로부터 상당한 기여를 받으며, 이를 무시할 수 없다.
• 규격 스케일 의존성으로 인해 큰 불확실성이 발생하며, 특히 순환 보정 항에서 두드러진다.
• 비중간론적 매개변수의 지식 부족은 이 순서에서 CP 비대칭 예측의 정밀도를 더욱 제한한다.
• 카이랄리티로 증폭된 보정 항의 포함은 이 순서에서 행렬원소를 일관되게 기술하기 위해 필수적이다.