メソン崩壊におけるリーディングツイスト分布振幅の解析
セミレプトン中間子崩壊における分配振幅の役割に関する研究。
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メソンのリーディングツイスト長手方向分布振幅は、特定の粒子相互作用の研究において重要な部分なんだ。この研究は、この振幅がメソンを含むセミレプトニック崩壊プロセスでどんな役割を果たすのかを見てるよ。最近の様々なコラボレーションからの発見が、こういった崩壊に関する貴重なデータを提供してるから、分布振幅についてじっくり見直すのにいいタイミングなんだ。
研究の背景
分布振幅(DAs)は、メソンの中にいるクォークがどんなふうに配置されてるかを説明してて、それが相互作用での動きに影響を与えるんだ。リーディングツイスト長手方向DAは、メソンを含む排他的プロセスを理解する上で重要だよ。特に、メソンが弱い相互作用を介して他の粒子に変わるセミレプトニック崩壊は特に興味深い。
いろんな研究グループが、これらのセミレプトニック崩壊や関連する遷移形状因子(TFFs)の測定に取り組んでて、これは基礎物理を理解するために重要なんだ。QCDサムルールや格子計算を含む、さまざまな理論的手法がこれらのTFFsを計算するのに使われているよ。
重要な概念
分布振幅
分布振幅はメソンの内部構造についての洞察を与えてくれるんだ。特定のメソンに対して、リーディングツイスト長手方向DAは、メソンの中のクォークが特定の運動量を持つ可能性についての貴重な情報を提供するよ。
遷移形状因子
TFFsは、メソンが他の粒子に崩壊する際の関係に関わってる。この因子は関与する粒子の運動量に依存していて、理論モデルと実験結果の間に重要なリンクを提供するんだ。
セミレプトニック崩壊
セミレプトニック崩壊では、メソンがレプトン(電子やミューオンみたいな)とその対応するニュートリノと一緒に他の粒子に崩壊するんだ。こういった崩壊は、素粒子物理の標準モデルの予測をテストするために重要だよ。
研究方法
メソンのリーディングツイスト長手方向DAを分析するために、研究者たちは理論的枠組みと実験データの組み合わせを使うんだ。一つのアプローチはQCDサムルールを使うことで、これによって異なる物理量を相関させてメソンのさまざまな特性を計算することができるよ。
研究はまた、分布振幅の非ゼロモーメントの値を得るための数値的手法も探求していて、これらのモーメントは観測データにモデルをフィットさせるのに不可欠なんだ。
発見
研究は、リーディングツイスト長手方向DAの正確な計算が大きな反動領域でのTFFsの予測を改善することを示しているよ。左手系のアプローチを適用して、さまざまな入力パラメータを利用することで、研究者たちは崩壊に関連する量を導出できるんだ。
この研究は、メソンDAのモーメントが一連の数学的関係を通じて効果的に評価できることも明らかにしていて、TFFsや崩壊プロファイルの理解が深まるよ。
数値分析
数値計算を通じて、研究はDAを正確に評価するために必要なクォーク質量や真空凝縮などのさまざまなパラメータの値を特定してるんだ。これらの数値結果は、メソンの崩壊プロセス中のトレンドや動きを示すのに役立つよ。
研究者たちは、既存の理論的予測や実験測定と自分たちの発見を比較して、モデルをさらに洗練させることを目指しているんだ。こうした比較は、測定と計算に関わる不確実性を理解するのに役立って、問題のあるパラメータのより良い推定を可能にするよ。
研究の意義
リーディングツイスト長手方向DAの正確な決定は、メソン崩壊の研究に直接的な影響を与えるんだ。これにより、研究者はメソンの内部構造が他の粒子との相互作用にどう影響するかや、崩壊速度に影響を与える要因を理解できるようになるよ。
さらに、発見は異なる理論モデルの整合性をテストするのに寄与して、粒子相互作用を支配する基礎物理についての洞察を提供するんだ。この研究は、メソンファミリーとその特性に関する知識を深め、将来の研究に道を開くよ。
結論
メソンのリーディングツイスト長手方向分布振幅に関するこの探求は、セミレプトニック崩壊中のメソンの挙動についての理解を深めるのに貢献してる。理論分析と実験データを組み合わせることで、研究者たちはモデルと予測を改善できて、粒子相互作用のより正確な反映につながるんだ。この分野の研究は今後もさらなる洞察を提供するだろうし、基礎物理の理解を洗練させる手助けになるね。
今後の方向性
今後は、研究者たちはより正確な実験結果を集めて、現在のメソン崩壊に関する理解のギャップを埋めるために理論モデルを改善したいと考えてるよ。さまざまな研究グループ間の協力が、これらの目標を達成するために必要で、分野が進展し続けて新しい発見をもたらすことを保証するんだ。
この研究は、メソン崩壊を調べる物理学者たちにとってのツールボックスを強化して、新たな現象を粒子物理で探求するための道を開くんだ。計算技術や実験的手法の継続的な進展により、この研究分野の未来は明るいと思うよ。
リーディングツイストDAとその意義を洗練させることに焦点を当てることで、科学コミュニティは粒子物理の複雑な世界についてもっと多くを明らかにできるし、宇宙の基本的な構成要素を理解するための重要なブレークスルーをもたらす可能性があるんだ。
タイトル: $\rho$-meson longitudinal leading-twist distribution amplitude revisited and the $D\to \rho$ semileptonic decay
概要: Motivated by our previous work [Phys. Rev. D \textbf{104}, no.1, 016021 (2021)] on pionic leading-twist distribution amplitude (DA), we revisit $\rho$-meson leading-twist longitudinal DA $\phi_{2;\rho}^\|(x,\mu)$ in this paper. A model proposed by Chang based on the Dyson-Schwinger equations (DSEs) is adopted to describe the behavior of $\phi_{2;\rho}^\|(x,\mu)$. On the other hand, the $\xi$-moments of $\phi_{2;\rho}^\|(x,\mu)$ are calculated with the QCD sum rules in the framework of the background field theory. The sum rule formula for those moments are improved. More accurate values for the first five nonzero $\xi$-moments at typical scale $\mu =1, 1.4, 2, 3~{\rm GeV}$ are given, e.g., at $\mu = 1~{\rm GeV}$, \modi{$\langle\xi^2\rangle_{2;\rho}^\| = 0.220(6) $, $\langle\xi^4\rangle_{2;\rho}^\| = 0.103(4)$, $\langle\xi^6\rangle_{2;\rho}^\| = 0.066(5)$, $\langle\xi^8\rangle_{2;\rho}^\| = 0.046(4)$ and $\langle\xi^{10}\rangle_{2;\rho}^\| = 0.035(3)$}. By fitting those values with the least squares method, the DSE model for $\phi_{2;\rho}^\|(x,\mu)$ is determined. By taking the left-handed current light-cone sum rule approach, we get the transition form factor at large recoil region, {\it i.e.} $A_1(0) = 0.498^{+0.014}_{-0.012}$, $A_2(0)=0.460^{+0.055}_{-0.047}$, $V(0) = 0.800^{+0.015}_{-0.014}$, and the ratio $r_2 = 0.923^{+0.133}_{-0.119}$, $r_V = 1.607^{+0.071}_{-0.071}$. After making the extrapolation with a rapidly converging series based on $z(t)$-expansion, we present the decay width for the semileptonic decays $D\to\rho\ell^+\nu_\ell$. Finally, the branching fractions are $\mathcal{B}(D^0\to \rho^- e^+ \nu_e) = 1.889^{+0.176}_{-0.170}\pm 0.005$, $\mathcal{B}(D^+ \to \rho^0 e^+ \nu_e) = 2.380^{+0.221}_{-0.214}\pm 0.012$, $\mathcal{B}(D^0\to \rho^- \mu^+ \nu_\mu) = 1.881^{+0.174}_{-0.168}\pm 0.005$, $\mathcal{B}(D^+ \to \rho^0 \mu^+ \nu_\mu) =2.369^{+0.219}_{-0.211}\pm 0.011$.
著者: Tao Zhong, Ya-Hong Dai, Hai-Bing Fu
最終更新: 2023-08-27 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://arxiv.org/abs/2308.14032
ソースPDF: https://arxiv.org/pdf/2308.14032
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた arxiv に感謝します。
参照リンク
- https://doi.org/10.1103/PhysRevD.104.L091103
- https://arxiv.org/abs/2106.02292
- https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.122.062001
- https://arxiv.org/abs/1809.06496
- https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.110.131802
- https://arxiv.org/abs/1112.2884
- https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.95.181801
- https://arxiv.org/abs/hep-ex/0506053
- https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.95.181802
- https://arxiv.org/abs/hep-ex/0506052
- https://doi.org/10.1103/PhysRevD.48.3190
- https://arxiv.org/abs/hep-ph/9305267
- https://doi.org/10.1103/PhysRevD.67.014024
- https://arxiv.org/abs/hep-ph/0205157
- https://doi.org/10.1142/S0217751X06033209
- https://arxiv.org/abs/hep-ph/0604007
- https://doi.org/10.1007/BF01560299
- https://doi.org/10.1103/PhysRevD.39.799
- https://doi.org/10.1103/PhysRevD.62.014006
- https://arxiv.org/abs/hep-ph/0001113
- https://doi.org/10.1088/0954-3899/39/2/025005
- https://arxiv.org/abs/1103.2973
- https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-017-5170-5
- https://arxiv.org/abs/1707.02851
- https://doi.org/10.1088/1674-1137/abf489
- https://arxiv.org/abs/2011.01061
- https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-020-7758-4
- https://arxiv.org/abs/1808.06412
- https://doi.org/10.1103/PhysRevD.101.074035
- https://arxiv.org/abs/1907.11092
- https://doi.org/10.1103/PhysRevD.98.114031
- https://arxiv.org/abs/1810.11907
- https://doi.org/10.1103/PhysRevD.72.034029
- https://arxiv.org/abs/hep-ph/0506051
- https://doi.org/10.1016/0370-2693
- https://doi.org/10.1103/PhysRevD.45.869
- https://doi.org/10.1103/PhysRevD.54.2182
- https://arxiv.org/abs/hep-ph/9602323
- https://doi.org/10.1016/S0370-2693
- https://arxiv.org/abs/hep-ph/9803298
- https://doi.org/10.1088/1126-6708/2007/03/069
- https://arxiv.org/abs/hep-ph/0702100
- https://doi.org/10.1007/s00601-014-0815-5
- https://arxiv.org/abs/1312.2776
- https://doi.org/10.1016/j.nuclphysa.2015.11.002
- https://arxiv.org/abs/1506.01302
- https://doi.org/10.1088/1126-6708/2007/08/090
- https://arxiv.org/abs/0707.1201
- https://doi.org/10.22323/1.066.0165
- https://arxiv.org/abs/0810.1669
- https://doi.org/10.1103/PhysRevD.83.074505
- https://arxiv.org/abs/1011.5906
- https://doi.org/10.1016/j.physletb.2014.02.006
- https://arxiv.org/abs/1311.1390
- https://doi.org/10.1007/JHEP04
- https://arxiv.org/abs/1612.02955
- https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.109.081601
- https://arxiv.org/abs/1203.6088
- https://doi.org/10.1063/1.4802123
- https://arxiv.org/abs/1211.4729
- https://doi.org/10.1103/PhysRevD.87.054013
- https://arxiv.org/abs/1212.4074
- https://doi.org/10.1103/PhysRevD.88.074031
- https://arxiv.org/abs/1308.3694
- https://doi.org/10.1007/JHEP11
- https://arxiv.org/abs/1007.1990
- https://arxiv.org/abs/1012.4956
- https://arxiv.org/abs/1112.5676
- https://doi.org/10.1007/JHEP10
- https://arxiv.org/abs/1104.4753
- https://doi.org/10.1103/PhysRevD.75.034019
- https://arxiv.org/abs/hep-ph/0701177
- https://doi.org/10.1103/PhysRevD.100.014026
- https://arxiv.org/abs/1902.09160
- https://doi.org/10.1103/PhysRevD.90.014011
- https://arxiv.org/abs/1405.0289
- https://doi.org/10.1103/PhysRevD.97.114026
- https://arxiv.org/abs/1804.01042
- https://doi.org/10.1590/S0103-97332007000500038
- https://arxiv.org/abs/hep-ph/0610212
- https://doi.org/10.1103/PhysRevD.102.114005
- https://arxiv.org/abs/2008.06270
- https://doi.org/10.1016/j.physletb.2014.09.055
- https://arxiv.org/abs/1409.3053
- https://doi.org/10.1103/PhysRevD.107.074037
- https://arxiv.org/abs/2303.09581
- https://doi.org/10.1103/PhysRevD.39.1213
- https://doi.org/10.1103/PhysRevD.94.074004
- https://arxiv.org/abs/1607.04937
- https://doi.org/10.1007/s11434-014-0335-1
- https://arxiv.org/abs/1312.1455
- https://doi.org/10.1103/PhysRevD.104.016021
- https://arxiv.org/abs/2102.03989
- https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-021-09958-0
- https://arxiv.org/abs/2102.05293
- https://doi.org/10.1103/PhysRevD.105.116020
- https://arxiv.org/abs/2201.10820
- https://doi.org/10.1088/1674-1137/acc1cb
- https://arxiv.org/abs/2212.04641
- https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-022-10555-y
- https://arxiv.org/abs/2107.02758
- https://doi.org/10.1016/j.nuclphysa.2023.122671
- https://arxiv.org/abs/2211.05390
- https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-023-11851-x
- https://arxiv.org/abs/2211.06211
- https://doi.org/10.1088/1674-1137/ac9deb
- https://arxiv.org/abs/2209.02493
- https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.110.132001
- https://arxiv.org/abs/1301.0324
- https://doi.org/10.1016/S0550-3213
- https://arxiv.org/abs/hep-ph/9802299
- https://doi.org/10.1103/PhysRevD.71.014029
- https://arxiv.org/abs/hep-ph/0412079
- https://doi.org/10.1103/PhysRevD.57.1993
- https://doi.org/10.1103/PhysRevD.63.094001
- https://doi.org/10.1103/PhysRevD.67.094006
- https://arxiv.org/abs/hep-ph/0212336
- https://doi.org/10.1016/j.physletb.2006.07.039
- https://arxiv.org/abs/hep-ph/0606187
- https://doi.org/10.1103/PhysRevD.77.074001
- https://arxiv.org/abs/0712.0237
- https://doi.org/10.1103/PhysRevD.79.034013
- https://arxiv.org/abs/0901.2636
- https://doi.org/10.1103/PhysRevD.98.030001
- https://doi.org/10.1093/ptep/ptac097
- https://arxiv.org/abs/hep-ph/0010175
- https://doi.org/10.1016/j.nuclphysbps.2015.01.041
- https://arxiv.org/abs/1409.8148
- https://doi.org/10.1007/JHEP09
- https://arxiv.org/abs/1006.4945
- https://doi.org/10.1007/JHEP08
- https://arxiv.org/abs/1503.05534
- https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-017-5016-1
- https://arxiv.org/abs/1701.07571
- https://doi.org/10.1103/PhysRevD.92.054038
- https://arxiv.org/abs/1507.02026
- https://doi.org/10.1103/PhysRevD.101.013004
- https://arxiv.org/abs/1911.08209
- https://doi.org/10.1103/PhysRevD.52.2783
- https://arxiv.org/abs/hep-ph/9503486