[논문 리뷰] $B o K^{(*)} u\bar u$ decays in the Standard Model and beyond

Andrzej J. Buras, Jennifer Girrbach-Noe외 2명|arXiv (Cornell University)|2014. 09. 16.

Particle physics theoretical and experimental studies참고 문헌 39인용 수 26

한 줄 요약

이 논문은 라티스 QCD와 빛의 경로 합계 규칙(form factors)을 조합하여 희귀 B →K(∗)ν̄ν 붕괴에 대한 정밀한 표준모형 예측을 제시한다. 이는 완전한 두 번째 순서 전자약력 보정을 포함한다. 분해비율에 대해 약 10%의 불확도를 달성하였으며, BR(B⁺→K⁺ν̄ν) = (4.0±0.5)×10⁻⁶ 및 BR(B⁰→K*⁰ν̄ν) = (9.2±1.0)×10⁻⁶로 예측하였다. 또한 b→sν̄ν, b→sℓ⁺ℓ⁻ 및 Bs→μ⁺μ⁻ 붕괴 간의 상관관계가 오른쪽 손잡이 쿠퍼링과 비-MFV 상호작용을 갖는 새로운 물리학의 강력한 시험 수 Mittel로 기능함을 보였다.

ABSTRACT

c-Jun, a transcriptional activator, as well as cyclin D1, a key regulator of the cell cycle, have been described in vitro as mediators of programmed neuronal death. After trophic factor deprivation, the activation of c-jun and cyclin D1 genes is considered as a necessary step within the cellular machinery that leads to cell death. We show here that both c-Jun and cyclin D1 proteins are present in neurones within the infarcted area after experimental cerebral ischaemia in the mouse. Since their presence was associated with DNA fragmentation revealed by the TUNEL procedure, we propose that c-Jun and cyclin D1 are involved in the process of neuronal death.

연구 동기 및 목표

• 라티스 QCD와 빛의 경로 합계 규칙 형상 인자를 조합하여 배타적 B →K(∗)ν̄ν 붕괴에 대한 표준모형 예측의 정밀도를 향상시키기 위해.
• 완전한 두 번째 순서 전자약력 보정을 포함시켜 분해비율의 이론적 불확도를 감소시키기 위해.
• b→sν̄ν 전이에서 새로운 물리학 효과에 대한 모형에 종속되지 않는 제약 조건을 설정하기 위해 b→sℓ⁺ℓ⁻ 및 Bs→μ⁺μ⁻ 붕괴 데이터를 활용하기 위해.
• Z′, MSSM, 부분적 복합성, 렙토쿠아크 등 특정 새로운 물리학 모형들이 b→sν̄ν 붕괴에 미치는 영향과 다른 쿠플링 위반 과정과의 상관관계를 탐색하기 위해.
• b→sμ⁺μ⁻ 전이에서 관측된 비정상성들을 고려할 때, b→sν̄ν 붕괴가 비-MFV 및 오른쪽 손잡이 쿠플링을 갖는 새로운 물리학 시나리오를 탐색하는 데 어떤 잠재력을 지니는지 평가하기 위해.

제안 방법

• 고 q² 영역에서 유효한 라티스 QCD 형상 인자와 저 및 중간 q² 영역에서 유효한 빛의 경로 합계 규칙 결과를 조합하여 B→K 및 B→K* 형상 인자에 대한 전역 피팅을 수립하기 위해.
• 형상 인자 f₊(q²)의 z-전개 표현을 사용하고 마르코프 체인 몬테카를로 피팅을 통해 α₀, α₁, α₂ 계수와 그 상관관계를 제약 조건화하기 위해.
• 라티스 데이터, LCSR 결과 및 알려진 상관관계를 포함한 χ² 함수를 적용하여 형상 인자의 중심값과 불확도를 추출하기 위해.
• 표준모형 윌슨 계수에 완전한 두 번째 순서 전자약력 보정을 적용하여 분해비율 예측의 이론적 정밀도를 향상시키기 위해.
• SM 게이지 대칭에 대해 불변인 차원-6 연산자를 포함하는 모형에 종속되지 않는 효과 이론을 수립하여 b→sν̄ν 및 b→sℓ⁺ℓ⁻ 전이를 연결하기 위해.
• B→K(∗)ℓ⁺ℓ⁻ 및 관련 모드의 실험 데이터를 사용하여 b→sν̄ν 붕괴에서의 새로운 물리학 효과를 제약 조건화하기 위해, 특히 렙톤-플라버 비균일성의 경우를 중심으로 하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 B⁺→K⁺ν̄ν 및 B⁰→K*⁰ν̄ν의 분해비율에 대한 가장 정밀한 표준모형 예측은 모든 관련 보정을 포함하여 어떻게 되는가?
• RQ2 b→sν̄ν, b→sℓ⁺ℓ⁻ 및 Bs→μ⁺μ⁻ 붕괴 간의 상관관계는 오른쪽 손잡이 전류와 비-MFV 상호작용을 갖는 새로운 물리학 모형을 어떻게 제약 조건화하는가?
• RQ3 b→sμ⁺μ⁻ 붕괴 측정 결과가 b→sν̄ν 붕괴에서의 NP 효과를 어느 정도 제약 조건화할 수 있는가? 특히 렙톤 플라버 균일성 또는 비균일성의 가정 하에.
• RQ4 Z′, MSSM, 부분적 복합성, 렙토쿠아크 등 특정 새로운 물리학 모형들이 B→K(∗)ν̄ν 붕괴의 분해비율과 각도 관측량에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ5 B→K(∗)ν̄ν 붕괴는 배타적 b→sμ⁺μ⁻ 전이에서 관측된 비정상성의 뒤에 있는 새로운 물리학 역학을 탐색하는 데 유용한 탐사 수단이 될 수 있는가?

주요 결과

• B⁺→K⁺ν̄ν의 분해비율은 (4.0±0.5)×10⁻⁶로 예측되었으며, B⁰→K*⁰ν̄ν의 경우 (9.2±1.0)×10⁻⁶로 예측되었으며, 불확도는 약 10%로 감소하였다.
• B⁰→K*⁰ν̄ν에 대한 표준모형 예측은 이전 추정치보다 약 40% 높아졌으며, 이는 NP가 비율을 억제하지 않는 한 예상보다 일찍 관측 가능할 수 있음을 시사한다.
• 렙톤 플라버 균일성의 가정 하에, b→sν̄ν에서의 NP 효과는 표준모형 값의 ±60% 이내로 제약 조건화되며, 오직 μ온/τ 쿠플링만 존재하는 모형에서는 편차가 ±20% 이내로 제한된다.
• 연구는 b→sμ⁺μ⁻ 붕괴에서 작은 NP 효과가 반드시 b→sν̄ν에서의 작은 효과를 의미하지는 않음을 보여주었으며, 특히 비-MFV 또는 오른쪽 손잡이 쿠플링가 있는 시나리오에서는 더욱 그렇다.
• MSSM, 331, 부분적 복합성, MFV 대칭 시나리오 등 여러 모형에서 NP 기여는 표준모형 값의 최대 30% 이내로 제한된다.
• B→K*ν̄ν에서의 각도 관측량 F_L는 개선된 정밀도로 예측되었으며, 그 측정은 b→sμ⁺μ⁻ 붕괴에서의 비정상성 기원을 분리하는 데 도움이 될 수 있다.