[论文解读] Minimal Flavour Violation Waiting for Precise Measurements of Delta M_s, S_{psi phi}, |V_ub|, gamma and B^0_{sd} -> mu+ mu-

Monika Blanke, Andrzej J. Buras+2 more|arXiv (Cornell University)|Apr 6, 2006

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 1

一句话总结

本论文提出了一种基于精确测量 ΔMₛ、S_{ψϕ}、|V_ub|、γ 和 B⁰ₛ → μ⁺μ⁻衰变的、与模型无关的最小 flavor 破坏（MFV）检验方法。通过比较树幅衰变提取的单位三角形与 MFV 模型中的通用单位三角形，任何偏差都将表明存在新的 flavor 破坏相互作用或受抑制的算符，其中 S_{ψϕ} 和 K_L → π⁰νν̄ 是关键探测工具。

ABSTRACT

We emphasize that the recent measurements of the B^0_s - bar B^0_s mass difference Delta M_s by the CDF and D0 collaborations offer an important model independent test of minimal flavour violation (MFV). The improved measurements of the angle gamma in the unitarity triangle and of |V_ub| from tree level decays, combined with future accurate measurements of Delta M_s, S_{psi K_S}, S_{psi phi}, Br(B_{d,s} -> mu+ mu-), Br(B -> X_{d,s} nu bar nu), Br(K+ -> pi+ nu bar nu) and Br(K_L -> pi^0 nu bar nu) and improved values of the relevant non-perturbative parameters, will allow to test the MFV hypothesis in a model independent manner to a high accuracy. In particular, the difference between the reference unitarity triangle obtained from tree level processes and the universal unitarity triangle (UUT) in MFV models would signal either new flavour violating interactions and/or new local operators that are suppressed in MFV models with low tan(beta), with the former best tested through S_{psi phi} and K_L -> pi^0 nu bar nu. A brief discussion of non-MFV scenarios is also given. In this context we identify in the recent literature a relative sign error between Standard Model and new physics contributions to S_{psi phi}, that has an impact on the correlation between S_{psi phi} and A^s_SL. We point out that the ratios S_{psi phi}/A^s_SL and (Delta M_s)/(Delta Gamma_s) will allow to determine (Delta M_s)/(Delta M_s)^SM. Similar proposals for the determination of (Delta M_d)/(Delta M_d)^SM are also given.

研究动机与目标

• 通过即将开展的高精度 B 物理测量，提供一种与模型无关的最小 flavor 破坏（MFV）假说检验方法。
• 识别出哪些可观测量对检测 MFV 的偏离最为敏感，从而揭示新的 flavor 破坏相互作用或受抑制算符。
• 澄清文献中的不一致之处，特别是 SM 与新物理对 S_{ψϕ} 贡献之间干涉的相对符号错误，该错误影响与 A^s_SL 的关联性。
• 提出 S_{ψϕ}/A^s_SL 和 (ΔMₛ)/(ΔΓₛ) 等比值作为高精度提取 (ΔMₛ)/(ΔMₛ)^SM 的工具。
• 将类似策略扩展至 B⁰_d 系统，提出方法以确定 (ΔM_d)/(ΔM_d)^SM。

提出的方法

• 使用 CDF 和 D0 测得的 B⁰_s - B̄⁰_s 质量差 ΔMₛ 作为关键输入，以实现对 MFV 的与模型无关的检验。
• 将从树幅衰变（如 |V_ub|、γ）提取的单位三角形与 MFV 模型所预测的通用单位三角形进行比较。
• 利用未来对 S_{ψϕ}、Br(B_d,s → μ⁺μ⁻)、Br(B → X_d,s νν̄)、Br(K⁺ → π⁺ νν̄) 和 Br(K_L → π⁰ νν̄) 的精确测量，以约束 MFV。
• 应用 S_{ψϕ}/A^s_SL 和 (ΔMₛ)/(ΔΓₛ) 等比值，以在不依赖 ΔMₛ 理论不确定性的前提下，确定 (ΔMₛ)/(ΔMₛ)^SM 的比值。
• 更正文献中影响 S_{ψϕ} 与 A^s_SL 关联性的相对符号错误，确保未来数据分析的准确解释。
• 将该方法扩展至 B⁰_d 系统，通过提出类似比值以提取 (ΔM_d)/(ΔM_d)^SM。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何利用高精度 B 物理测量，以与模型无关的方式检验 MFV 假说？
• RQ2 哪些可观测量比值最有效地在不依赖非微扰参数的前提下确定 (ΔMₛ)/(ΔMₛ)^SM？
• RQ3 SM 与新物理对 S_{ψϕ} 贡献之间干涉的符号错误如何影响其与 A^s_SL 的关联性？
• RQ4 哪些稀有衰变对探测 MFV 之外的新 flavor 破坏相互作用最为敏感？
• RQ5 能否将用于 B⁰_s 系统的类似策略应用于 B⁰_d 系统，以高精度提取 (ΔM_d)/(ΔM_d)^SM？

主要发现

• CDF 和 D0 对 ΔMₛ 的改进测量为 MFV 假说提供了一个关键的与模型无关的检验。
• 若从树幅衰变提取的单位三角形与 MFV 模型中的通用单位三角形出现偏差，将表明存在新的 flavor 破坏相互作用或受抑制的局部算符。
• S_{ψϕ}/A^s_SL 比值被识别为一种强大工具，可用于高精度确定 (ΔMₛ)/(ΔMₛ)^SM，从而显著降低理论不确定性。
• (ΔMₛ)/(ΔΓₛ) 比值同样可实现 (ΔMₛ)/(ΔMₛ)^SM 的提取，为约束 MFV 提供互补方法。
• 更正了文献中关于 S_{ψϕ} 干涉的相对符号错误，该错误影响其与 A^s_SL 的关联性，必须在未来的分析中予以考虑。
• 为 B⁰_d 系统提出的类似比值可实现 (ΔM_d)/(ΔM_d)^SM 的高精度确定。