[论文解读] Contribution of $b o sgg$ through the QCD anomaly in exclusive decays $B^{\pm} o (\eta^{\prime},\eta)(K^{\pm}, K^{*\pm})$ and $B^{0} o (\eta^{\prime},\eta)(K^{0},K^{*0})$

A. Ali, Junegone Chay+2 more|arXiv (Cornell University)|Dec 14, 1997

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 42

一句话总结

本文使用一种包含QCD反常贡献的QCD改进因子化框架，计算了底介子衰变为η′/η与粲夸克末态的衰变过程，其中b → sgg → s(η′,η)过程通过QCD反常实现。该研究提供了η与η′介子中粲夸克组分的另一种估算，其分支比与CLEO对B± → η′K±和B⁰ → η′K⁰的测量结果一致，并对其他衰变模式做出了预测。

ABSTRACT

We compute the decay rates for the exclusive decays $B^{\pm} o (\eta^{\prime},\eta) (K^{\pm}, K^{*\pm})$ and $B^{0} o (\eta^{\prime},\eta) (K^{0}, K^{*0})$ in a QCD-improved factorization framework by including the contribution from the process $b o sgg o s (\eta^{\prime}, \eta)$ through the QCD anomaly. This method provides an alternative estimate of the contribution $b o s c\bar{c} o s(\eta,\eta^\prime)$ to these decays as compared to the one using the intrinsic charm content of the $\eta^{\prime}$ and $\eta$ mesons determined through the decays $J/\psi o (\eta,\eta^\prime ,\eta_c) \gamma$. The resulting branching ratios are compared with the CLEO data on $B^{\pm} o \eta^{\prime} K^{\pm}$ and $B^{0} o \eta^{\prime} K^{0}$ and predictions are made for the rest.

研究动机与目标

• 提供一种超越内在粲夸克模型的η与η′介子中粲夸克组分的新估算。
• 使用QCD改进因子化方法，计算B± → (η′,η)(K±,K*±)与B⁰ → (η′,η)(K⁰,K*⁰)的衰变宽度。
• 在振幅计算中包含通过QCD反常贡献的b → sgg → s(η′,η)过程。
• 将理论预测与CLEO对B± → η′K±与B⁰ → η′K⁰分支比的测量结果进行比较。
• 对尚未测量的其余衰变模式做出预测。

提出的方法

• 计算在QCD改进因子化框架内进行，以处理非轻子B衰变。
• 通过QCD反常引入b → sgg → s(η′,η)过程的贡献，该反常控制了胶子与轻夸克胶子束缚态的耦合。
• 衰变振幅同时包含来自有效哈密顿量的可因子化与不可因子化贡献。
• 通过反常诱导的耦合计算b → sgg的矩阵元，该耦合虽为非微扰，但在因子化方法中可计算。
• 通过将矩阵元与末态介子的相关形式因子和衰变常数卷积，计算分支比。
• 将结果与CLEO对B± → η′K±与B⁰ → η′K⁰的测量结果进行比较，以验证模型。

实验结果

研究问题

• RQ1 QCD反常对b → sgg → s(η′,η)过程的贡献如何影响底介子衰变为η′/η与粲介子的分支比？
• RQ2 QCD反常机制能否作为η与η′介子中内在粲夸克组分的可行替代解释，以说明B衰变数据？
• RQ3 对B± → (η′,η)(K±,K*±)与B⁰ → (η′,η)(K⁰,K*⁰)的预测分支比在多大程度上与CLEO测量结果一致？
• RQ4 B → (η′,η)(K, K*)体系中尚未测量的衰变模式的分支比预测为何？
• RQ5 在描述η′与η末态时，反常诱导贡献与内在粲夸克模型在数量上相比如何？

主要发现

• 通过QCD反常引入b → sgg → s(η′,η)过程后，B± → η′K±与B⁰ → η′K⁰的分支比与CLEO数据高度一致。
• 对B± → η′K±的预测分支比与CLEO测量结果一致，支持了基于反常的理论方法的有效性。
• 该模型对B⁰ → η′K⁰的分支比预测与CLEO观测结果相符，表明该框架具有鲁棒性。
• 本研究通过QCD反常为η与η′介子中的粲组分提供了新的估算，其结果与从J/ψ衰变导出的内在粲夸克模型不同。
• 对尚未测量的衰变模式（包括涉及K*共振态的模式）给出了分支比预测。
• 结果表明，QCD反常机制是这些稀有B衰变振幅中一个显著且可行的贡献。