[论文解读] Effects from the charm scale in K+ -> pi+ nu nubar

Adam F. Falk, Adam J. Lewandowski+1 more|arXiv (Cornell University)|Dec 8, 2000

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 20

一句话总结

本文研究了在顶夸克质量尺度下出现的稀有衰变 K⁺ → π⁺νν̄ 中的非局部贡献，计算了低能有效理论中维度八算符的主导系数。尽管这些效应估计较小，但由于矩阵元建模的不确定性，它们可能对现有理论不确定性产生显著影响，潜在达到15%。

ABSTRACT

We consider contributions to the rare decay K+ -> pi+ nu nubar which become nonlocal at the charm scale. Compared to the leading term, such amplitudes are suppressed by two powers of mK/mc and could potentially give corrections at the level of 15%. We compute the leading coefficients of the subleading dimension eight operators in the effective theory below the charm mass. The matrix elements of these operators cannot all be calculated from first principles and some must be modeled. We find that these contributions are likely to be small, but the estimate is sufficiently uncertain that the result may be as large as the existing theoretical uncertainty from other sources.

研究动机与目标

• 评估顶夸克质量尺度下的非局部效应对稀有衰变 K⁺ → π⁺νν̄ 的影响。
• 计算顶夸克质量以下有效场论中维度八算符的主导系数。
• 评估无法从第一原理计算的矩阵元所引起的理论不确定性。
• 确定这些次主导贡献是否可能显著影响衰变率或理论精度。

提出的方法

• 构建一个低于顶夸克质量尺度的有效场论，以描述衰变动力学。
• 识别并计算对 K⁺ → π⁺νν̄ 有贡献的维度八算符的主导系数。
• 使用有效场论技术处理由顶夸克质量尺度物理引起的非局部相互作用。
• 在无法进行第一原理计算的情况下，对维度八算符的矩阵元进行建模。
• 估算这些贡献相对于主导振幅的大小，同时考虑建模中的不确定性。

实验结果

研究问题

• RQ1 由顶夸克质量尺度物理引起的 K⁺ → π⁺νν̄ 中非局部贡献的量级是多少？
• RQ2 低能有效理论中维度八算符的系数如何影响衰变振幅？
• RQ3 对这些算符矩阵元的建模不确定性在多大程度上影响理论预测？
• RQ4 这些次主导效应是否可能达到与现有理论不确定性相当的水平？

主要发现

• 来自顶夸克质量尺度的非局部贡献相对于主导项被 mK/mc 的两倍幂次抑制。
• 计算出的维度八算符系数较小，但其矩阵元无法完全从第一原理确定。
• 这些矩阵元的建模不确定性引入了显著的理论模糊性。
• 由此产生的修正可能高达15%，与衰变振幅中其他现有理论不确定性相当。