[論文レビュー] Vector Quark Model and $B$ Meson Radiative Decay

Chia-Hung V. Chang, Darwin Chang+1 more|arXiv (Cornell University)|Nov 16, 1998

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 2

ひとこと要約

この論文は、クォーク混合によるフレーバー変換中性荷電現在（FCNC）を引き起こすCKM行列の非ユニタリティが寄与するベクトルクォーク模型におけるB → Xsγの放射性崩壊を調査している。leading logarithmic QCD補正を含めた分析において、観測された分岐比はベクトルクォーク混合角に対する制約をB → Xµ¯µからのものと同等にきびしいものにし、標準模型の最小限の拡張としての妥当性を強化している。

ABSTRACT

We study the B meson radiative decay B → Xsγ in the vector quark model. Deviation from the Standard Model arises from the non-unitarity of the charged current KM matrix and related new FCNC interactions. We establish the relation between the non-unitarity of charged current mixing matrix and the mixing among the vector quark and the ordinary quarks. We also make explicitly the close connection between this nonunitarity and the flavor changing neutral currents. The complete calculation including leading logarithmic QCD correction is carefully carried out. Using the most updated data and the NLO theoretical calculation, the branching fraction of the observed B meson radiative decay places a limit on the mixing angles as stringent as that from the process B → Xµ¯µ. A simple extension of Standard Model (SM) is to enlarge the particle content by adding vector quarks, whose right-handed and left-handed components transform in the same way under the weak SU(2)×U(1) gauge group. This extension is acceptable because the anomalies

研究の動機と目的

• 電荷現在混合行列の非ユニタリティがB中間子の放射性崩壊に与える影響を調査すること。
• ベクトルクォーク混合とフレーバー変換中性荷電現在（FCNC）の直接的な関連を確立すること。
• ベクトルクォーク模型におけるB → Xsγ分岐比について、完全なNLO QCD補正計算を実施すること。
• 最新のB → Xsγに関する実験データを用いて、ベクトルクォーク混合角を制約すること。
• 弱いSU(2)×U(1)において同一の変換性を示すベクトルクォークを導入することによる標準模型の拡張の妥当性を評価すること。

提案手法

• 右・左ヘリシティ成分が弱いゲージ群において同一に変換するベクトルクォーク模型を形式化すること。
• ベクトルクォーク混合および非ユニタリCKM行列の寄与を含む、B → Xsγの有効ハミルトニアンを導出すること。
• 再生化群技術を用いて、崩壊振幅に対するleading logarithmic QCD補正を計算すること。
• 修正されたカレント代数フレームワークを用いて、CKM行列の非ユニタリティとベクトルクォークおよび標準クォークの混合を関連付けること。
• 非ユニタリティパラメータとフレーバー変換中性荷電現在の強度との間の定量的関連を確立すること。
• 理論的予測をB → Xsγ分岐比の最新実験測定値と比較すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 CKM行列の非ユニタリティは、ベクトルクォーク混合およびB → Xsγ崩壊の文脈でどのように現れるか？
• RQ2 ベクトルクォーク混合とフレーバー変換中性荷電現在の生成との明示的関係は何か？
• RQ3 leading logarithmic QCD補正は、ベクトルクォーク模型におけるB → Xsγ分岐比にどのように影響するか？
• RQ4 B → Xsγに関する実験的制約は、ベクトルクォークと標準クォークの間の混合角をどの程度まで制限するか？
• RQ5 ベクトルクォーク模型において、B → Xsγからの制約はB → Xµ¯µからのものと比べてどの程度か？

主な発見

• ベクトルクォーク模型におけるCKM行列の非ユニタリティは、ベクトルクォークとの混合を通じて有効なフレーバー変換中性荷電現在を生じる。
• leading logarithmic QCD補正を含めることで、B → Xsγ分岐比に対する一貫性があり、高精度な理論的予測が得られる。
• 観測されたB → Xsγ分岐比は、ベクトルクォーク混合角をB → Xµ¯µからのものと同等の精度で制約している。
• ベクトルクォーク模型は、左・右ヘリシティ成分が同一の変換性を示すため、異常を避ける標準模型の妥当な拡張を提供する。
• このモデルは、特に放射性およびレプトン性モードを含む、珍しいB崩壊において標準模型からの測定可能なずれを予測しており、これらは現在のデータによってきびしく制約されている。