Höhere Twist-B-Meson-Lichtkegelverteilungsamplituden: Theorie und Anwendungen auf schwache Zerfälle

• Antragsteller: Dr. Aleksey Rusov
• Fachliche Zuordnung: Kern- und Elementarteilchenphysik, Quantenmechanik, Relativitätstheorie, Felder
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 541305755

B-Meson-Lichtkegelverteilungsfunktionen (LCDAs) spielen eine entscheidende Rolle in theoretischen Studien verschiedener Zerfälle von B-Meson. Um die stetig zunehmende Präzision von Messungen voll ausnutzen zu können, sind entsprechende Theorieverbesserungen entscheidend. Dazu gehört die Untersuchung von Korrekturen höherer Ordnung, insbesondere von höheren Twist-Effekten, in den entsprechenden Berechnungen. Darüber hinaus stellen die derzeit beobachteten B-Anomalien – Diskrepanzen zwischen Standardmodellvorhersagen und experimentellen Werten für mehrere Observablen in der B-Physik – eine zusätzliche starke Motivation dar, diese Effekte im Detail zu analysieren. Im beantragten Projekt wird eine Untersuchung modellunabhängiger Eigenschaften der Twist-3- und Twist-4-Zweiteilchen-B-Meson-LCDAs vorgeschlagen. Die Analyse wird unter Verwendung der Operator-Produkt-Entwicklung mit einer expliziten Energieobergrenze durchgeführt, die in den entsprechenden renormierten Momenten der LCDAs in der nächstführenden Ordnung in der QCD eingeführt wird und Beiträge bis zur Massendimension-5 umfasst. Darüber hinaus werden aus Bewegungsgleichungen resultierende Beziehungen zwischen den Zweiteilchen- und Dreiteilchen-LCDAs jenseits der führenden Ordnung in der QCD untersucht. Die Ergebnisse dieser Studien werden dann in mehreren spezifischen phänomenologischen Anwendungen benutzt. Erstens, eine aktualisierte Bestimmung der semileptonischen Formfaktoren für B \to D und B \to D^* Übergänge, die mittels Lichtkegelsummenregeln (LCSR) bestimmt wurden, und schließlich aktualiserte Vorhersagen für die Lepton-Flavour-Universalitäts-Verhältnisse (LFU) R(D) und R(D^*). Zweitens wird die LCSR-Analyse für mehrere nicht-leptonische B-Meson-Zerfälle wie B \to D K erneut und vertieft untersucht werden. Abschließend wird eine aktualisierte Studie zum Zerfall B \to \gamma \ell \nu ausgearbeitet. All diese neuen Ergebnisse für LCDAs mit höherem Twist werden es ermöglichen, ein höheres Maß an theoretischer Genauigkeit zu erreichen und neue Einblicke in die QCD-Dynamik von B-Meson-Zerfällen zu gewinnen, was sowohl im Lichte der bestehenden B-Anomalien von großer Bedeutung ist, als auch im Hinblick auf das umfangreiche experimentelle Programm der LHCb- und Belle-II-Kollaborationen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen