[论文解读] The {bar B}{r_arrow}X{sub s}{gamma} photon spectrum

Zoltan Ligeti, Michael Luke+2 more|arXiv (Cornell University)|Aug 1, 1999

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 42被引用 42

一句话总结

本文在 QCD 的 αs²β₀ 阶计算了 B̄ → Xsγ 衰变中的光子能量谱，使能够从谱的矩中精确提取 HQET 参数 Ȝ 和 λ₁。它表明，测量第一矩 〈1−2Eγ/mB〉 可确定无法通过 b-夸克极质量重新定义的 Υ(1S) 质量中的非微扰贡献。

ABSTRACT

The photon energy spectrum in inclusive weak radiative {bar B}{r_arrow}X{sub s}{gamma} decay is computed to order {alpha}{sub s}{sup 2}{beta}{sub 0}. This result is used to extract a value for the heavy quark effective theory (HQET) parameter {bar {Lambda}} from the average {l_angle}1{minus}2E{sub {gamma}}/m{sub B}{r_angle}, and a value of the parameter {lambda}{sub 1} from {l_angle}(1{minus}2E{sub {gamma}}/m{sub B}){sup 2}{r_angle}. An accurate measurement of {l_angle}1{minus}2E{sub {gamma}}/m{sub B}{r_angle} can determine the size of the nonperturbative contributions to the {Upsilon}(1S) mass which cannot be absorbed into the {ital b} quark pole mass. {copyright} {ital 1999} {ital The American Physical Society}

研究动机与目标

• 在 QCD 中计算 B̄ → Xsγ 衰变的光子能量谱至近近邻微扰阶（next-to-next-to-leading order），包括 αs²β₀ 修正。
• 通过光子谱的第一矩 〈1−2Eγ/mB〉 提取 HQET 参数 Ȝ。
• 通过第二矩 〈(1−2Eγ/mB)²〉 确定 HQET 参数 λ₁。
• 量化无法通过重新定义 b-夸克极质量消除的 Υ(1S) 质量中的非微扰贡献。

提出的方法

• 使用重夸克有效理论（HQET）来组织包含 B̄ → Xsγ 衰变振幅的计算。
• 在 HQET 框架下，将微扰和非微扰效应相结合，计算至 αs²β₀ 阶的光子谱。
• 依赖于谱的矩展开，特别是 (1−2Eγ/mB) 的第一和第二矩，以分离 HQET 参数。
• 应用跑动方程和匹配方法，将完整 QCD 振幅与 HQET 有效理论联系起来。
• 利用 HQET 中非微扰矩阵元由 Ȝ 和 λ₁ 编码的事实，这些参数通过谱的矩被提取。
• 证明第一矩 〈1−2Eγ/mB〉 对 Υ(1S) 质量中的非微扰质量位移敏感，这些位移无法通过极质量定义消除。

实验结果

研究问题

• RQ1 包含 B̄ → Xsγ 衰变中光子谱的近近邻微扰阶 QCD 修正为何？
• RQ2 如何利用第一矩 〈1−2Eγ/mB〉 提取 HQET 参数 Ȝ？
• RQ3 第二矩 〈(1−2Eγ/mB)²〉 在多大程度上可确定 HQET 参数 λ₁？
• RQ4 测量 〈1−2Eγ/mB〉 是否能分离出无法通过重新定义 b-夸克极质量消除的 Υ(1S) 质量中的非微扰贡献？

主要发现

• B̄ → Xsγ 衰变中的光子能量谱已计算至 αs²β₀ 阶，提供了更高精度的理论预测。
• 利用第一矩 〈1−2Eγ/mB〉 提取 HQET 参数 Ȝ，该参数编码了主导的非微扰质量位移。
• 第二矩 〈(1−2Eγ/mB)²〉 得到了 HQET 参数 λ₁ 的确定，该参数与 b-夸克的动能相关。
• 对 〈1−2Eγ/mB〉 的精确测量可分离出无法吸收进 b-夸克极质量的 Υ(1S) 质量中的非微扰贡献。
• 结果建立了包含辐射 B 衰变与重夸克系统非微扰结构之间的直接理论联系。