МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М.В.ЛОМОНОСОВА НИИЯФ им. Д.В. Скобельцына Редкие распады В-мезонов с лептонами в конечном состоянии Д. Тлисов,И. Балакирева, Н. Никитин Москва, 2009

Введение Определение: Редкие распады B 0 d,s l + l -, B 0 d,s l + l - γ, B 0 d,s l + l - φ, … Физика: b d, s переходы (FCNC) запрещены на древесном уровне в СМ и появляются в низших порядках ТВ за счёт однопетлевых диаграммпингвин и квадратик Характерные ширины: Br(B 0 s φ μ + μ - ) ~ Br(B 0 s γ μ + μ - ) ~ (может быть зарегистрирован только на LHC !) 2

Особенности редких распадов 1) Важная проверка СМ в высших порядках теории возмущений. 2) Возможность регистрации физики вне рамок СМ (MSSM, LR, Extra Dimensions). 3) Определение |V td | и |V ts |. 4) Изучение СР-нарушения, обусловленного смешиванием Mixing induced CP-violation 3

5 Цели работы: 1) Обобщение метода спиральных амплитуд на тензорные и псевдотензорные токи. Получение спиральных амплитуд для редких полулептонных и радиационных лептонных распадов. 2) Вычисление A FB и A CP для полулептонных и радиационных распадов В-мезонов. 3) Исследование возможность восстановления относительных фаз вильсоновских коэффициентов С 7, С 9eff, С 10. 4) Выделение вкладов физики за рамками СМ

Теоретическое описание - I 6 Эффективный гамильтониан b s : H eff (b q)~ G F V * tq V tb C i (µ) O i (µ), C i (µ) - вильсоновские коэфф., содержащие вклад от ЭС взаимод. и пертубативный поправки КХД. SM NLO: A.Buras, M.Munz, PRD52, p.182, 1995 SM NNLO: C.Bobeth et al., JHEP 0404, 071, 2004 O i (µ) - набор базисных операторов (SM, MSSM, LR). Непертубативный вклад сильного взаимодействия: необходимы непертубативные методы (SR, QM, Lat.)

µ - м асштабный параметр, разделяющий жёсткий и мягкий вклад КХД. Стабильность вильсоновских коэфф. к выбору m t и μ [0,5 m b, 2,0 m b ] [2.5 GeV, 10.0 GeV]: S M NLO: примерно 15% ; SM NNLO: примерно 6% - 7% ; Точность непретубативных вычислений: зависит от метода, но не менее, чем 15%. Использовались SM вильсоновские коэфф. – NLO; для адронных матр. элементов – Constituent Quark Model: D.Melikhov, PRD53, 2460 (1996). 7 Теоретическое описание - II

Полулептонные распады 8 Формфакторы: Melikhov D., Stech B. // Phys. Rev. D 62 (2000),

Радиационные распады-I 9 Формфакторы: Kruger F., Melikhov D., // Phys. Rev. D 62 (2003),

Радиационные распады-II 10 Melikhov D., N. Nikitin // Phys. Rev. D 70 (2004), Излучение виртуального фотона валентными кварками «Слабая аннигиляция» Тормозное излучение

Зарядовая лептонная асимметрия Определение: 11 θ – это угол между импульсом отрицательного заряженного лептона и векторного мезона (фотона) в СЦМ лептонной пары.

Зависящая от времени CP асимметрия Определение СР асимметрии: Ширина: 12

Независящая от времени CP асимметрия Определение СР асимметрии: где параметры A, B, C, D определяются: 13

Модули коэфф. Вильсона 14 Параметризация: |С 7 | определяется из распадов B 0 d,s X γ, и в пределах 15 % точности совпадает с СМ. Оганичения на |С 10 | определяются из ограничений на распад B 0 d,s l + l -, на сегодняшний момент это 2- 3 раза от СМ. Разумно предположить, что вклад новой физики будет проявляться в относительных фазах вильсоновских коэффициентов

Численные результаты - A FB 1515 Полулептонные распады B s

Численные результаты - A FB 1616 Радиационные распады B s

Численные результаты - A CP 17 Полулептонные распады B s СМ -С 7

Численные результаты - A CP 18 Радиационные распады B s

Численные результаты - A CP 19 Радиационные распады B s и B d СМ -С 7 -С 9eff -С 10

Восстановление фаз 20 Радиационные распады B d

Восстановление фаз 21 Радиационные распады B d

a) В работе вычислены спиральные амплитуды для распадов B 0 s γ l + l - и B 0 s φ l + l -. б) Вычислены зависящая и независящая от времени CP-асимметрия для редких полулептонных и радиационных распадов. в) Вычислена зарядово-лептонная асимметрия для редких полулептонных и радиационных распадов с учётом вкладов резонансов, слабой аннигиляции и тормозного излучения. г) Показана возможность восстановления относительных фаз вильсоновских коэффициентов С 7, С 9eff, С 10, что позволяет однозначно различить сценарий СМ от других нестандартных сценариев. Результаты 28