[论文解读] Heavy Quark Production and Decay: t, b, and onia

Richard Partridge|ArXiv.org|Nov 22, 1998

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 5

一句话总结

本文综述了来自CDF、D0、ALEPH、CLEO、H1及其他合作组的最新实验结果，聚焦于顶夸克、底夸克及粲onium态的产生与衰变。研究报告了顶夸克质量测量结果，其不确定性低于3%，与标准模型一致；同时指出了底夸克产生截面中的不一致之处，但确认了在色八重态模型框架下，底夸克碎片化和粲onium产生预测的正确性。

ABSTRACT

This paper summarizes a variety of recent results on heavy quark production and decay. Considerable progress has been made by CDF and D0 in measuring top quark production and decay properties. The top quark mass been measured with an uncertainty that is less than 3%, a relative precision that is better than has been achieved for other quarks. Measurements of the top production and decay properties are consistent with the Standard Model predictions, but are generally limited in precision by the small number of top quark events in the present data samples. ALEPH and CLEO have measured the branching ratio for the flavor changing neutral current decay b->s gamma and find good agreement with the Standard Model. Measurements of b-quark production cross sections in ppbar collisions by CDF and D0 and in ep collisions by H1 continue to show discrepancies between theory and experiment. CDF and DELPHI have measured the b-quark fragmentation fractions with better accuracy than previous measurements. Finally, measurements of charmonium production by D0, E771, and L3 are consistent with predictions of the color octet model.

研究动机与目标

• 总结在费米实验室的Tevatron上，CDF与D0合作组对顶夸克产生与衰变性质的最新实验测量。
• 评估底夸克衰变分支比（特别是b→sγ）与标准模型预测的一致性。
• 评估理论预测与pp̄和ep碰撞中底夸克产生截面实验测量之间的差异。
• 利用CDF与DELPHI的数据，提高底夸克碎片化分数测量的精度。
• 通过与D0、E771和L3实验数据的对比，检验色八重态模型在解释粲onium产生方面的有效性。

提出的方法

• 分析CDF与D0在Tevatron上收集的顶夸克产生与衰变事例，采用先进的重建技术与事件选择标准。
• 利用ALEPH与CLEO的高统计量数据，测量味改变中性流衰变b→sγ的分支比。
• 将pp̄碰撞（CDF、D0）与ep碰撞（H1）中测得的底夸克产生截面与下一阶微扰量子色动力学（QCD）预测进行比较。
• 利用运动学与拓扑重建方法，提高底夸克碎片化分数测量的精度，优于以往测量结果。
• 应用色八重态模型预测粲onium产生率，并与D0、E771和L3实验的数据进行比较。
• 对所有测量中的实验不确定度与系统误差进行统计评估，强调与标准模型的一致性。

实验结果

研究问题

• RQ1 当前顶夸克质量测量的精度如何？其与标准模型预期的比较结果如何？
• RQ2 底夸克衰变分支比b→sγ的实验测量在多大程度上与标准模型预测一致？
• RQ3 在pp̄和ep碰撞中，理论预测与底夸克产生截面实验数据之间是否存在显著差异？
• RQ4 底夸克碎片化分数的测量精度如何？近期结果相比以往测量有何改进？
• RQ5 色八重态模型是否与高能碰撞中粲onium产生实验数据一致？

主要发现

• 顶夸克质量的相对不确定性已低于3%，其精度优于对任何其他夸克的测量。
• CDF与D0对顶夸克产生与衰变性质的测量结果与标准模型预测一致，尽管受限于事例统计量较低。
• ALEPH与CLEO测量的稀有衰变b→sγ分支比与标准模型预期高度一致。
• 理论预测与pp̄碰撞（CDF、D0）及ep碰撞（H1）中底夸克产生截面实验测量之间仍存在差异。
• CDF与DELPHI对底夸克碎片化分数的测量精度优于早期实验。
• D0、E771与L3的粲onium产生数据与色八重态模型的预测一致，支持该模型在解释非微扰QCD效应方面的可行性。