[论文解读] B Decays in the Upsilon Expansion

Zoltan Ligeti|ArXiv.org|Nov 12, 1999

Diverse Scientific and Economic Studies被引用 5

一句话总结

本文提出了一种新型微扰展开方法，以底夸克介子（Υ介子）质量代替底夸克质量作为B衰变的展开参数，提升了理论的一致性并减少了夸克质量依赖带来的不确定性。该方法增强了对包含与非包含衰变率的预测，尤其有利于CKM矩阵元的确定以及B → X_s γ光子谱的预测。

ABSTRACT

Theoretical predictions for B decay rates are rewritten in terms of the Upsilon meson mass instead of the b quark mass, using a modified perturbation expansion. The theoretical consistency is shown both at low and high orders. This method improves the behavior of the perturbation series for inclusive and exclusive decay rates, and the largest theoretical error in the predictions coming from the uncertainty in the quark mass is eliminated. Applications to the determination of CKM matrix elements, moments of inclusive decay distributions, and the B -> X_s γphoton spectrum are discussed.

研究动机与目标

• 解决由于底夸克质量引起的B衰变理论预测中的不确定性。
• 改善包含与非包含B衰变中微扰展开的收敛性与一致性。
• 以Υ介子质量替代底夸克质量作为展开参数，以增强理论控制。
• 实现对CKM矩阵元与辐射B衰变中光子谱更精确的测定。
• 提供一个可减少B物理预测中主要理论误差源的框架。

提出的方法

• 将B衰变速率的理论预测重新表述为以Υ介子质量作为展开参数，而非底夸克质量。
• 应用一种改进的微扰理论，确保在展开的低阶与高阶下均保持一致性。
• 利用Υ态的质量作为物理可测量的标度，替代不物理的底夸克极点质量。
• 构建一个系统性展开，其中由于标度选择的改进，高阶修正表现更佳。
• 在整个展开过程中保持规范不变性与重整化群不变性。
• 将该方法应用于包含衰变分布与如B → X_s γ等非包含过程。

实验结果

研究问题

• RQ1 在微扰展开中以Υ介子质量替代底夸克质量，是否能改善B衰变速率预测的收敛性？
• RQ2 该方法在多大程度上减少了由底夸克质量依赖引起的理论不确定性？
• RQ3 Υ展开在包含与非包含B衰变过程中表现如何？
• RQ4 该新展开框架是否提升了CKM矩阵元测定的精度？
• RQ5 基于Υ的展开对B → X_s γ光子谱预测有何影响？

主要发现

• Υ展开使包含与非包含B衰变速率的微扰级数更加稳定且收敛。
• 通过使用物理的Υ介子质量作为展开参数，消除了由底夸克质量引起的主导理论不确定性。
• 该方法在微扰展开的低阶与高阶下均保持理论一致性。
• 对包含衰变分布的矩以及B → X_s γ光子谱的预测得到了显著改善。
• 该方法为CKM矩阵元的精确测定提供了稳健的框架。
• 该形式化方法适用于广泛的B衰变过程，增强了味物理中的理论控制力。