[論文レビュー] Momentum Distributions in $t\bar t$

Marek Je . zabek, T. Teubner|arXiv (Cornell University)|Apr 27, 1993

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions参考文献 13被引用数 10

ひとこと要約

本研究は、運動量に依存する幅を用いたグリーン関数形式を用いて、しきい値近傍におけるトップクォーク対($t\bar{t}$)生成における運動量分布を検討する。S波チャンネルにおいて、リッピマン＝シュヴィンガー方程式を数値的に解く。その結果、幅の運動量依存性が、位相空間の減少から予想されるよりも小さい効果を引き起こすことが判明した。全断面積、トップクォークの運動量スペクトル、および$W$ボソンエネルギースペクトルにおいて、定幅近似と比較してわずかなずれにとどまる。

ABSTRACT

We apply the Green function formalism for $t-\bar t$ production and decay near threshold in a study of the effects due to the momentum dependent width for such a system. We point out that these effects are likely to be much smaller than expected from the reduction of the available phase space. The Lippmann--Schwinger equation for the QCD chromostatic potential is solved numerically for $S$ partial wave. We compare the results on the total cross section, top quark intrinsic momentum distributions and on the energy spectra of $W$ bosons from top quark decays with those obtained for the constant width.

研究の動機と目的

• しきい値近傍における運動量に依存する幅の$t\bar{t}$生成および崩壊に与える影響を調査すること。
• 運動量に依存する幅による位相空間の減少が、観測量に顕著なずれを引き起こすかどうかを評価すること。
• 運動量に依存する幅と定幅仮定の下での運動量分布およびエネルギースペクトルを比較すること。
• QCDの色静的ポテンシャルに対するS波部分波について、リッピマン＝シュヴィンガー形式を用いて数値的に解くこと。

提案手法

• 運動量に依存する幅を有する$t\bar{t}$系に対するグリーン関数法に基づく形式的取り扱い。
• QCDの色静的ポテンシャルにおけるS波部分波のリッピマン＝シュヴィンガー方程式の数値的解法。
• 運動量に依存する幅モデルと定幅モデルとの間で、全断面積、トップクォークの固有運動量分布、および$W$ボソンエネルギースペクトルの結果を比較すること。
• リッピマン＝シュヴィンガー方程式を用いて、しきい値近傍における$t\bar{t}$系の束縛状態および散乱状態を記述すること。
• 自己エネルギーに運動量に依存する幅を組み込むことで、非自明な幅効果をモデル化すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 運動量に依存する幅は、しきい値近傍における全$t\bar{t}$生成断面積にどのように影響するか？
• RQ2 運動量に依存する幅効果は、トップクォークの固有運動量分布をどの程度変化させるか？
• RQ3 トップクォーク崩壊からの$W$ボソンエネルギースペクトルは、運動量に依存する幅仮定と定幅仮定の下でどのように異なるか？
• RQ4 定幅モデルからのずれは、位相空間抑制によるものよりも顕著に大きいと予想されるか？

主な発見

• 運動量に依存する幅は、位相空間の減少から予想されるよりも、観測量に及ぼす効果が小さいことが判明した。
• 全断面積において、運動量に依存する幅モデルと定幅モデルとの間でわずかなずれしか示さなかった。
• トップクォークの固有運動量分布はほとんど変化せず、運動量に依存する幅のもとでわずかな定量的シフトが生じるにとどまった。
• トップクォーク崩壊からの$W$ボソンエネルギースペクトルは、二つの幅モデル間で無視できるほど差がなかった。
• リッピマン＝シュヴィンガー方程式の数値的解法により、しきい値近傍のS波チャンネルにおいて、定幅近似の堅牢性が確認された。