[論文レビュー] Higher order QCD corrections in exclusive charmless B decays

Guido Bell|ArXiv.org|May 22, 2007

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 104被引用数 24

ひとこと要約

本博士論文は、チャームless B崩壊における高次のQCD補正を包括的に分析し、2つのハドロン的および半レプトン的過程に焦点を当てている。特に、直接CP不変性に重要な役割を果たす、トポロジカル木状振幅の虚数部を含む、次々に次に近い次数（NNLO）QCD補正を計算し、非相対論的束縛状態を用いた重い崩壊から軽い状態への形因子の概念的枠組みを提供している。また、B_c や η_c のような系における、最初の一次歪みの光円錐分布振幅の計算も行っている。

ABSTRACT

We discuss exclusive charmless B decays within the Standard Model of particle physics. In particular, we consider hadronic two-body decays as B -> pi pi and perform a conceptual analysis of heavy-to-light form factors which encode the strong interaction effects in semi-leptonic decays as B -> pi l nu. Concerning the hadronic decays we compute NNLO QCD corrections which are particularly important with respect to strong interaction phases and hence direct CP asymmetries. We present results for the imaginary part of the topological tree amplitudes and a partial calculation of the real part of the amplitudes which is technically more involved. In our conceptual analysis of the QCD dynamics in heavy-to-light transitions we consider form factors between non-relativistic bound states. We perform a NLO analysis and compute the so-called soft-overlap contribution which is calculable in our set-up. As a byproduct of our analysis, we calculate leading-twist light-cone distribution amplitudes for non-relativistic bound states which can be applied for B_c or eta_c mesons.

研究の動機と目的

• 高次のQCD補正が、直接CP不変性に影響を与える強い相互作用位相をどのように生成するかを理解すること。
• 非相対論的束縛状態力学を用いた、半レプトン的B → π l ν崩壊における重いから軽い状態への形因子の概念的枠組みを構築すること。
• 非相対論的束縛状態の文脈において、NLOでのソフトオーバーラップ項を計算すること。これは、排他的崩壊振幅の重要な非摂動的成分である。
• B_c や η_c などの非相対論的メソンにおける一次歪みの光円錐分布振幅を導出すること。これは、排他的崩壊振幅に関連する。
• 実部のNNLO振幅に対する部分的だが技術的に厳密な計算を提供すること。これは虚数部よりも計算が複雑である。

提案手法

• 重いクォーク系をモデル化するため、非相対論的束縛状態アプローチが用いられ、形因子や分布振幅の制御されたフレームワークでの計算が可能になった。
• 形因子へのソフトオーバーラップ項が次に近い次数（NLO）で計算され、排他的崩壊における重要な非摂動的成分を表している。
• 非相対論的系に適応された有効場理論技法を用いて、重いから軽い遷移形因子が分析された。
• 非相対論的束縛状態に対する光円錐分布振幅が導出され、一次歪み分布の明示的表現が得られた。
• B → ππ 崩壊におけるトポロジカル木状振幅に対するNNLO QCD補正が計算され、CP違反を支配する虚数部に注目した。
• 形式的枠組みは、半レプトン的崩壊B → π l νに適用され、形因子にエンコードされた強い相互作用ダイナミクスに重点を置いた。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 NNLO QCD補正は、排他的チャームless B崩壊におけるトポロジカル振幅の虚数部にどのように影響を与え、直接CP不変性にどのような影響を及えるか？
• RQ2 非相対論的束縛状態フレームワークにおいて、重いから軽い形因子へのソフトオーバーラップ項の構造はいかなるものか？
• RQ3 B_c や η_c などの非相対論的メソンに対して、一次歪みの光円錐分布振幅を一貫して導出できるか？
• RQ4 強い相互作用位相は排他的ハドロン的B崩壊においてどのような役割を果たし、QCDの高次の項でどのように生成されるか？
• RQ5 NNLO振幅の実部はどのように体系的に計算できるか？また、その計算に伴う技術的課題は何か？

主な発見

• トポロジカル木状振幅の虚数部がNNLO QCDで計算され、B → ππ 崩壊における直接CP不変性の計算に不可欠な入力が得られた。
• 非相対論的束縛状態モデル内でのNLOにおける形因子へのソフトオーバーラップ項の計算に成功し、排他的崩壊における計算可能な成分が得られた。
• 非相対論的メソンに対する一次歪みの光円錐分布振幅が導出され、B_c や η_c のような系に有効な明示的表現が得られた。
• 形式的枠組みにより、半レプトン的崩壊における重いから軽い遷移の一貫した記述が可能となり、非相対論的ダイナミクスから導かれた形因子が得られた。
• NNLO振幅の実部に対する部分的計算が達成され、このような計算の技術的複雑さが浮き彫りにされた。
• 結果として、チャームless B崩壊領域におけるCP違反および排他的崩壊振幅の高精度研究の基盤が築かれた。