[論文レビュー] Constraints on R-parity violation from recent Belle/Babar data

Yee Kao, Tatsu Takeuchi|ArXiv.org|Aug 31, 2009

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 10

ひとこと要約

この論文は、最近のBelleおよびBabarによる$B\to\tau\nu$および$\tau\to\ell K_S^0$崩壊のデータを用いて、 supersymmetryにおけるR対称性破れカップリングを制約する。実験的ブランチング比と標準模型の予測を比較し、有効場理論のオペレーターを組み込むことで、$\lambda'$および$\lambda$カップリングに対する新しい$2\sigma$限界を設定し、特に$\tilde{d}_{kR}$媒介過程において、以前の制約を最大で2倍まで改善する。

ABSTRACT

We discuss possible constraints on R-parity violation from recently announced Belle/Babar results on the B oτνbranching fraction, and the bounds on τ^- o\ell^- K_S^0 (\ell=e or μ) from Babar.

研究の動機と目的

• 最新のBelleおよびBabarによる希少$B\to\tau\nu$および$\tau\to\ell K_S^0$崩壊の測定値を用いて、超対称性におけるR対称性破れ（RPV）カップリングの更新された制約を導出すること。
• 更新されたブランチング比の測定値や$\tau\to\ell K_S^0$崩壊の新たな限界を組み込むことで、以前のRPV制約を改善すること。
• C_AおよびC_P係数を含むモデルに依存しない有効場理論オペレーターを通じて、$B\to\tau\nu$崩壊振幅における新しい物理効果の影響を評価すること。
• $\tilde{d}_{kR}$、$\tilde{u}_{jL}$、および$\tilde{e}_{kR}$媒介過程に特に注目し、$\lambda'$および$\lambda$カップリングの$2\sigma$限界の包括的アップデートを提供すること。

提案手法

• C_AおよびC_P係数を含む有効場理論を用いて、$B\to\tau\nu$におけるR対称性破れの寄与を、次元6のオペレーターを通じてモデル化する。
• Babar（$\mathcal{B}(B\to\tau\nu) = 1.2 \pm 0.4 \times 10^{-4}$）およびBelle（$1.65^{+0.38}_{-0.37} \times 10^{-4}$）の実験的ブランチング比データを用いて、新しい物理の寄与を制約する。
• $\tau\to\ell K_S^0$崩壊からの制約（Babar：$\tau\to e K_S^0$および$\mu K_S^0$の限界）を、$V_{ud}$、$R_\pi$、$R_\tau$、$Q_W(^{133}\mathrm{Cs})$、$A_{\mathrm{FB}}^s$などの他の低エネルギー観測量と組み合わせる。
• 最新のParticle Properties Review（2008年）およびBabarおよびBelleからの新規データを用いて、Dreinerら（2002年、2006年）の以前のRPVカップリング制約を更新する。
• 複数の観測量からの制約を統合し、最も厳しい限界を報告する、個々のRPVカップリングの$2\sigma$限界のグローバルフィットを実行する。
• 特に$\lambda'_{23k}$および$\lambda'_{33k}$のようなループ誘導過程において、既知のスケーリング則を用いて、100 GeVでないスパーティクル質量のための制約をスケーリングし直す。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 最新のBelleおよびBabarデータを用いた、$2\sigma$限界におけるR対称性破れ$\lambda'$および$\lambda$カップリングの更新は何か？
• RQ2 新しい$B\to\tau\nu$および$\tau\to\ell K_S^0$測定値は、$\tilde{d}_{kR}$、$\tilde{u}_{jL}$、$\tilde{e}_{kR}$媒介RPV過程の制約をどの程度改善するか？
• RQ3 更新された実験的ブランチング比と限界は、以前の分析と比較して、RPVカップリングの除外領域にどの程度の影響を与えるか？
• RQ4 $\tau\to\ell K_S^0$崩壊からの制約は、$R_\pi$、$R_\tau$、$Q_W(^{133}\mathrm{Cs})$などの他の低エネルギー観測量からの制約と比較してどうか？
• RQ5 予備のBabar $\tau$崩壊データを組み込むと、$\lambda_{13k}$、$\lambda'_{21k}$、$\lambda'_{31k}$の制約にどの程度の影響があるか？

主な発見

• $\lambda'_{111}$（ニュートリノなし二重ベータ崩壊）の$2\sigma$限界は、$7 \times 10^{-4}\, \tilde{q}^2 \tilde{g}^{1/2}$に更新され、より良い核行列要素の入力が反映された。
• $\lambda'_{12k}$（$R_{D^+}$から）の制約は$0.2\, \tilde{d}_{kR}$に厳しくなり、$\tilde{d}_{kR}$媒介RPV過程に対する制約が強化されたことを示している。
• $\lambda'_{23k}$については、$m_{\tilde{d}_{kR}} = 100\,\mathrm{GeV}$で$0.45$の制約が得られ、他の質量では非線形スケーリングが適用される。
• $\tilde{d}_{kR}$媒介カップリング$\lambda'_{22k}$の制約は$0.1\, \tilde{d}_{kR}$に達し、以前の限界を改善した。
• $\tilde{e}_{kR}$媒介カップリング$\lambda_{12k}$の制約は$0.03\, \tilde{e}_{kR}$、同様に$\lambda_{13k}$の制約も$0.05\, \tilde{e}_{kR}$に達している。
• 予備のBabar $\tau$崩壊データを組み込むと、$\lambda_{13k}$、$\lambda'_{21k}$、$\lambda'_{31k}$の制約が最大で$\sim 30\%$改善されるが、最終的な統合限界には使用されていない。