[论文解读] Non-factorizable contributions in B decays revisited

K. Terasaki|ArXiv.org|Nov 29, 2000

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 1被引用 3

一句话总结

本文通过将振幅分解为可分解（朴素因子化）和不可分解（无限动参考系中的硬π介子近似）两部分，重新评估了稀有B衰变中不可分解贡献的影响。研究发现，尽管在如$\bar{B}\to D\pi$和$D^*\pi$这类色荷有利衰变中可分解振幅占主导地位，但不可分解贡献仍不可忽略，并在干涉中起关键作用；而在如$\bar{B}\to J/\psi\bar{K}$这类色荷抑制衰变中，不可分解贡献占主导地位，对重现实验分支比至关重要。

ABSTRACT

Two-body decays of B mesons are studied by decomposing their amplitude into a sum of factorizable and non-factorizable ones. The former is estimated by using the naive factorization while the latter is calculated by using a hard pion (or kaon) approximation in the infinite momentum frame. It is seen that the non-factorizable contribution is small but not negligible in color favored decays while it is more important in color mismatched decays.

研究动机与目标

• 评估在朴素因子化之外，非因子化（长程）贡献在稀有B衰变中的作用。
• 通过估计相位差的物理允许下限，解决$\bar{B}\to D\pi$和$D^*\pi$衰变中测量分支比的不一致问题。
• 评估终态相互作用和非主导大$N_c$效应在粲介子和B介子衰变中的重要性。
• 确定非因子化振幅是否能改善与实验分支比的一致性，特别是在色荷抑制模式中。
• 检验结果对模型依赖的形因子和$B_H$参数的敏感性。

提出的方法

• 将衰变振幅分解为可分解（朴素因子化）和不可分解（硬π介子近似）两部分。
• 在无限动参考系（IMF）中应用硬π介子近似以计算不可分解贡献。
• 使用BSW哈密顿量，其中$a_1 \simeq 1.024$，并采用现象学参数$a_2 \simeq 0.21$计算因子化振幅。
• 通过排除相位差的非物理值（$\cos\delta > 1$）来估计现象学允许的分支比。
• 将因子化与非因子化振幅之和与实验数据及现象学估计进行比较。
• 评估结果对$B_H$和$B_H'$参数以及模型依赖形因子的敏感性。

实验结果

研究问题

• RQ1 在$\bar{B}\to D\pi$和$D^*\pi$衰变中，非因子化贡献有多显著？它们是否能改善与实验分支比的一致性？
• RQ2 通过因子化与非因子化振幅之和，能否一致地解释$\bar{B}\to D\pi$和$D^*\pi$衰变的观测分支比？
• RQ3 为何$\bar{B}^0\to D^{0}\pi^0$和$D^{*0}\pi^0$的分支比尚未被测量？能否从现象学角度推导出其下限？
• RQ4 非因子化贡献如何影响色荷抑制衰变，如$\bar{B}\to J/\psi\bar{K}$和$J/\psi\pi$？
• RQ5 结果对形因子和$B_H$参数取值的敏感程度如何？

主要发现

• 在色荷有利的$\bar{B}\to D\pi$和$D^*\pi$衰变中，非因子化贡献虽小但不可忽略，且仍能与主导的因子化振幅发生显著干涉。
• 通过与其他模式测量分支比的一致性，推导出${\cal B}(\bar{B}^0\to D^{0}\pi^0)$和${\cal B}(\bar{B}^0\to D^{*0}\pi^0)$的现象学允许下限。
• 在色荷抑制衰变$\bar{B}\to J/\psi\bar{K}$和$J/\psi\pi$中，非因子化贡献占主导地位，且对重现实验分支比至关重要。
• 与仅使用朴素因子化相比，因子化与非因子化振幅之和能更准确地匹配实验数据，但结果仍对模型依赖的形因子敏感。
• 当$a_2 \simeq 0.125$时，即使振幅之和也无法重现实验速率，除非$B_H'$远大于$B_H \simeq 0.17$，表明对强子矩阵元具有高度敏感性。
• 非因子化振幅与渐近矩阵元$B_H$和$B_H'$成正比，凸显了长程动力学在稀有B衰变中的重要性。