[论文解读] Electroweak Penguin Contributions in $B^-(\overline {B_d^0}) o PP$ and $PV$ decays Beyond Leading Logarithms

Dongsheng Du, L. B. Guo|arXiv (Cornell University)|Oct 11, 1995

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 11

一句话总结

本文使用下一阶有效哈密顿量，超越对数精度，计算了 $B^-\to PP$ 和 $B^-\to PV$衰变中的电弱 penguin 贡献。结果表明，电弱 penguin 效应可使 QCD penguin 和树图振幅发生高达30%或更多的修正；在某些衰变模式中，它们甚至可主导振幅，凸显了其在超越对数近似下的 $B$ 衰变中的重要作用。

ABSTRACT

Using the next-to-leading order low energy effective Hamiltonian for $|ΔB|=1$, $ΔC=ΔU=0$ transitions, the contributions of electroweak penguin operators in $ B^-(\overline {B_d^0}) ightarrow PP$ and $PV$ decays are estimated in the standard model. We find that, for some channels, the electroweak penguin effects can enhance or reduce the QCD penguin and/or tree level contributions by at least $30\%$, and can even play dominant role.

研究动机与目标

• 评估电弱 penguin 贡献在 $B^-\to PP$ 和 $B^-\to PV$ 衰变中超越对数近似的影响。
• 评估标准模型中 $|\Delta B|=1$，$\Delta C=\Delta U=0$ 过程下电弱 penguin 的作用。
• 确定电弱 penguin 效应是否能在特定 $B$ 衰变模式中显著改变甚至主导衰变振幅。

提出的方法

• 分析采用 $|\Delta B|=1$，$\Delta C=\Delta U=0$ 过程的下一阶低能有效哈密顿量。
• 在下一阶对数精度下系统地将电弱 penguin 算符纳入有效哈密顿量。
• 利用改进后的有效哈密顿量计算 $B^-\to PP$ 和 $B^-\to PV$ 衰变的振幅。
• 计算同时考虑了 QCD penguin 和树图贡献，以及电弱 penguin 贡献。
• 该框架允许对电弱 penguin 效应与 QCD penguin 和树图振幅进行定量比较。
• 在多个衰变通道中评估结果，以识别电弱 penguin 显著增强或抑制的案例。

实验结果

研究问题

• RQ1 在超越对数近似下，电弱 penguin 贡献在 $B^-\to PP$ 衰变中对 QCD penguin 和/或树图振幅的修正程度如何？
• RQ2 在哪些 $B^-\to PP$ 和 $B^-\to PV$ 衰变通道中，电弱 penguin 效应成为主导？
• RQ3 下一阶对数修正如何影响 $B$ 衰变中电弱 penguin 振幅的大小和干涉效应？
• RQ4 电弱 penguin 贡献对特定 $B$ 衰变模式分支比的定量影响是什么？
• RQ5 电弱 penguin 效应是否在超越对数近似下导致衰变振幅的显著增强或减弱？

主要发现

• 在某些 $B^-\to PP$ 和 $B^-\to PV$ 衰变通道中，电弱 penguin 贡献可使 QCD penguin 和/或树图振幅发生至少30%的修正。
• 在某些衰变模式中，电弱 penguin 效应并非仅仅是微小修正，反而可能在决定总振幅中起主导作用。
• 引入下一阶对数修正揭示了此前在对数近似中被低估的显著非主导贡献。
• 本研究识别出电弱 penguin 效应特别显著的特定衰变通道，表明其对新物理可能具有敏感性。
• 结果表明，电弱 penguin 贡献不可忽略，必须在超越对数精度的 $B$ 衰变精密分析中予以考虑。
• 研究结果表明，电弱 penguin 效应可因末态不同而增强或抑制衰变振幅，对分支比产生可观测影响。