[論文レビュー] Recent progress on the nonlocal power corrections to the inclusive penguin decays $\bar B o X_s \gamma$ and $\bar B o X_s \ell\ell$

Michael Benzke, Tobias Hurth|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2023

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 2

ひとこと要約

この論文は、ソフト・コリネント効果的場理論（SCET）を用いて、包含的B → XsγおよびB → Xsℓℓ崩壊における非局所的パワー補正の理論的理解を進める。一次発展における大きなスケールおよび charm 質量依存性を特定し、特に Oc₁−O7γ 干渉項において、理論的不確実性を低減するための αs 矯正およびレノルマル化群の和算を提唱する。この干渉項は、これらの崩壊において依然として最大の未解決不確実性要因のままである。

ABSTRACT

We report on recent progress in the field of nonlocal (so-called resolved) contributions to the inclusive penguin decays which presently belong to the largest uncertainties in these inclusive decay modes. There is still a very large scale and a large charm mass dependence in the present leading order results which can in the future be decreased by including the $\alpha_s$ corrections.

研究の動機と目的

• 包含的プンギン崩壊B → XsγおよびB → Xsℓℓにおける理論的不確実性の最大要因である非局所的（解像可能な）パワー補正を低減すること。
• 特に Oc₁−O7γ 干渉項に関して、一次発展における解像可能な寄与における大きなスケールおよび charm 質量依存性に対処すること。
• 理論的予測の信頼性を向上させるために、系統的な αs 矯正およびレノルマル化群の和算の導入を提唱すること。
• 最近の Oc₁−O7γ 据え付けに関する分析の不一致を解消すること、特に charm 質量依存性および高次の補正の欠落に関して。
• SCETにおける更新された実験データおよび洗練された因子化技術を用いて、解像可能な寄与の推定値を改善すること。

提案手法

• 包含的B崩壊における解像可能な寄与を体系的に分類・計算するために、ソフト・コリネント効果的場理論（SCET）を用いる。
• すべての αs 次数で有効な、一次発展の解像可能な補正の因子化公式を適用し、新しい再因子化技術を用いて、従来の因子化手法の失敗を解消する。
• Oc₁−O7γ 干渉項を主要な解像可能な寄与とみなす。以前は保守的に見積もられていた運動論的 1/m²b 項を含める。
• 硬いコリネントスケール µhc を変化させ、三ループの αs 帯域を用いた走行 charm 質量 mMSc(µhc) を用いて、スケールおよび charm 質量依存性を評価する。
• 異なる分析（Ref. [5] と Ref. [18]）の結果を比較し、スケール変動および 1/m²b 項の欠落による不一致を特定する。
• 実験的データ（Isospin非対称性 ∆0−）を用いて、解像可能な寄与 F78 を制約し、真空挿入近似を超える制約を強化する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 なぜB → XsγおよびB → Xsℓℓ崩壊における一次発展の解像可能な寄与は、大きなスケールおよび charm 質量依存性を示すのか？
• RQ2 Ref. [5] と Ref. [18] の間で、特に Oc₁−O7γ 項に関して、解像可能な寄与の推定値に不一致が生じる理由は何か？
• RQ3 αs 矯正およびレノルマル化群の和算は、非局所的パワー補正における理論的不確実性をどのように低減できるか？
• RQ4 特に 1/mb 項と同じ形状関数を持つ 1/m²b 項は、Oc₁−O7γ 干渉における全体の不確実性にどの程度影響を与えるか？
• RQ5 ∆0− に関する実験的データは、真空挿入近似を超えて解像可能な寄与の推定値を改善できるか？

主な発見

• 解像可能な Oc₁−O7γ 寄与は、B → XsγおよびB → Xsℓℓ崩壊において依然として理論的不確実性の最大要因であり、保守的な見積もりでは 3.6% の不確実性を有する。
• 最近の分析（Ref. [18]）は、硬いコリネントスケールの不自然に小さい変動により、charm 質量依存性を低く見積もっており、1.17–1.23 GeV の範囲にとどまるのに対し、Ref. [5] のより保守的な見積もりでは 1.14–1.26 GeV の範囲となる。
• Voloshin 項 FVoloshin_b→sγ = +3.3% は、解像可能な寄与に完全には含まれていないため、別個に加算する必要があり、解像可能な項だけでは非摂動的効果を完全に捉えていないことを示している。
• Oc₁−O7γ 干渉における運動論的要因に起因する 1/m²b 矯正は大きく、保守的な見積もりとして含まれているが、他の 1/m²b 項（異なる形状関数を有する）は未計算のままである。
• O8g−O8g 寄与は、UV発散を伴う畳み込み積分のため因子化に失敗するが、直接寄与との和は一次発展でスケールおよび体系的独立性を保つ。
• 新しい Belle 測定による ∆0− のデータは、F78 に対するより良い実験的制約を可能にし、真空挿入近似と同程度のオーダーにまで到達するが、今後の改善の余地を有する。