[论文解读] $B o K^{(*)} u\bar u$ decays in the Standard Model and beyond

Andrzej J. Buras, Jennifer Girrbach-Noe+2 more|arXiv (Cornell University)|Sep 16, 2014

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 39被引用 26

一句话总结

本文结合格点QCD与轻锥求和规则形式因子，对稀有B →K(∗)ν̄ν衰变给出了改进的标准模型预测，包含完整的两圈电弱修正。其分支比的不确定性降低至10%以内，分别为BR(B⁺→K⁺ν̄ν) = (4.0±0.5)×10⁻⁶ 和 BR(B⁰→K*⁰ν̄ν) = (9.2±1.0)×10⁻⁶，且表明b→sν̄ν、b→sℓ⁺ℓ⁻与Bs→μ⁺μ⁻衰变之间的关联性可作为探测右手中性流耦合及非MFV相互作用的新物理的强大工具。

ABSTRACT

c-Jun, a transcriptional activator, as well as cyclin D1, a key regulator of the cell cycle, have been described in vitro as mediators of programmed neuronal death. After trophic factor deprivation, the activation of c-jun and cyclin D1 genes is considered as a necessary step within the cellular machinery that leads to cell death. We show here that both c-Jun and cyclin D1 proteins are present in neurones within the infarcted area after experimental cerebral ischaemia in the mouse. Since their presence was associated with DNA fragmentation revealed by the TUNEL procedure, we propose that c-Jun and cyclin D1 are involved in the process of neuronal death.

研究动机与目标

• 通过结合格点QCD与轻锥求和规则形式因子，提升B →K(∗)ν̄ν衰变的精确标准模型预测。
• 通过引入完整的两圈电弱修正，降低分支比的理论不确定性。
• 利用b→sℓ⁺ℓ⁻与Bs→μ⁺μ⁻衰变的数据，建立对b→sν̄ν跃迁中新物理效应的模型无关约束。
• 探讨Z′、MSSM、部分复合性及轻子偶素等新物理模型对b→sν̄ν衰变及其与其他味破坏过程关联性的影响。
• 评估B→K(∗)ν̄ν衰变在探测非MFV及右手中性流耦合新物理机制中的潜力，尤其在b→sμ⁺μ⁻跃迁中存在异常的背景下。

提出的方法

• 结合高q²区域有效的格点QCD形式因子与低至中等q²区域有效的轻锥求和规则结果，对B→K与B→K*形式因子进行全局拟合。
• 采用z展开参数化形式因子f₊(q²)，并通过马尔可夫链蒙特卡洛拟合约束α₀、α₁、α₂系数及其相关性。
• 构建包含格点数据、LCSR结果及已知关联性的χ²函数，以提取形式因子的中心值与不确定性。
• 将完整的两圈电弱修正应用于标准模型威尔逊系数，以提高分支比预测的理论精度。
• 构建一个在标准模型规范对称性下不变的维度六算符有效场论，以关联b→sν̄ν与b→sℓ⁺ℓ⁻跃迁。
• 利用B→K(∗)ℓ⁺ℓ⁻及相关衰变的实验数据，约束b→sν̄ν衰变中新物理效应的影响，尤其在轻子味非普适性模型中。

实验结果

研究问题

• RQ1 B⁺→K⁺ν̄ν与B⁰→K*⁰ν̄ν分支比的最精确标准模型预测为何？是否包含了所有相关修正？
• RQ2 b→sν̄ν、b→sℓ⁺ℓ⁻与Bs→μ⁺μ⁻衰变之间的关联性如何约束具有右手中性流耦合及非MFV相互作用的新物理模型？
• RQ3 在轻子味普适性或非普适性假设下，b→sμ⁺μ⁻衰变的测量在多大程度上能约束b→sν̄ν中的新物理效应？
• RQ4 Z′、MSSM、部分复合性及轻子偶素等特定新物理模型如何影响B→K(∗)ν̄ν衰变的分支比与角观测量？
• RQ5 B→K(∗)ν̄ν衰变能否作为探测在专属b→sμ⁺μ⁻跃迁中观测到的异常现象背后新物理动力学的探针？

主要发现

• B⁺→K⁺ν̄ν的分支比预测为(4.0±0.5)×10⁻⁶，B⁰→K*⁰ν̄ν为(9.2±1.0)×10⁻⁶，不确定性已降低至约10%。
• 标准模型对B⁰→K*⁰ν̄ν的预测比以往估计高出40%，表明若新物理不抑制该过程，其可能比预期更早被观测到。
• 在轻子味普适性假设下，b→sν̄ν中的新物理效应被限制在标准模型值的±60%以内；而在仅存在μ/τ耦合的模型中，偏差被限制在±20%以内。
• 研究表明，b→sμ⁺μ⁻中微小的新物理效应并不必然意味着b→sν̄ν中效应也微小，尤其在非MFV或右手中性流耦合的场景下。
• 在MSSM、331模型、部分复合性及MFV对称性情景下，新物理对分支比的贡献最多比标准模型值高出30%。
• B→K*ν̄ν中角观测量F_L的预测精度得到提升，其测量有助于区分b→sμ⁺μ⁻异常现象的起源。