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三十年、约七百个积分与一道甜点:Zbb 顶点的电弱双圈修正

高能物理 - 唯象学 2016-11-08 v2

摘要

源自 ZbˉbZ{\bar b}b 顶点的弱混合角 sin2θeffb\sin^2\theta_{eff}^b 的单圈修正自 1985 年已知。又过了 30 年,人们才计算出 sin2θeffb\sin^2\theta_{eff}^b 的完整电弱双圈修正。主要障碍在于计算 s=MZ2s=M_Z^2 处涉及多达三个质量标度的 O(700) 个玻色子双圈顶点积分。我们未采用常规的积分约化与主积分求值方法,而是选择了一种完全数值化的途径,使用了两条不同的计算链。其中一种方法依赖于公开可用的扇区分解(sector decomposition)实现。此外,我们推导了 Mellin-Barnes (MB) 表示,并探索了公开可用的 MB 套件。我们不得不为该 MB 套件补充两个新程序包:AMBRE~3(一个 Mathematica 程序),用于高效处理非平面积分;以及 MBnumerics,用于闵可夫斯基时空中的高级数值计算。我们在 LL2016 会议上报告的关于 sin2θeffb\sin^2\theta_{eff}^b 电弱玻色子双圈贡献的初步结果(即“甜点”)为:Δsin2θeffb(α2,bos)=sin2θW Δκb(α2,bos)\Delta \sin^2\theta_{eff}^{b(\alpha^2,\rm bos)} = \sin^2\theta_W ~ \Delta\kappa_b^{(\alpha^2,bos)},其中 Δκb(α2,bos)=1.0276×104\Delta\kappa_b^{(\alpha^2,bos)} = -1.0276 \times 10^{-4}。该贡献约为相应费米子修正的四分之一,且量级与若干已知的高阶 QCD 修正相当。如今,sin2θeffb\sin^2\theta_{eff}^b 在标准模型中的预测相对误差已达到 10410^{-4} [1]。

关键词

引用

@article{arxiv.1610.07059,
  title  = {30 years, some 700 integrals, and 1 dessert, or: Electroweak two-loop corrections to the Zbb vertex},
  author = {I. Dubovyk and A. Freitas and J. Gluza and T. Riemann and J. Usovitsch},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1610.07059},
  year   = {2016}
}

备注

Contribution to the proceedings of the conference "Loops and Legs in Quantum Field Theory - LL 2016", 24 - 29 April 2016, Leipzig, Germany. Minor corrections in the text, few equations added. Version 2 compared to v.1: typos in eq. 1.24 corrected