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有效场论中超对称 β 衰变的 $Z\alpha^2$ 修正及其对 $|V_{ud}|$ 的影响

高能物理 - 唯象学 2025-11-10 v1 核实验 核理论

摘要

超对称(0+0+0^+\rightarrow0^+)β衰变目前提供了对标准模型中夸克混合最精确的提取。其作为 Vud|V_{ud}| 测量的解释依赖于以 ZαZ\alphaα\alpha 级数形式对 QED 辐射修正项进行第一性原理计算。本文提供了对两环 O(Zα2)O(Z\alpha^2) 长程辐射修正项的首个无模型依赖结果,其中将核子视为重点类粒子处理。我们运用重整象群分析获得新的 O(Zα3)O(Z\alpha^3) 级数的双对数系数结果,涉及最大β能与反核尺度之比 \Em/R1\Em/R^{-1}。我们运用 Kinoshita-Lee-Nauenberg 定理获得新的 O(Z2α3)O(Z^2\alpha^3) 级数对数系数结果,涉及最大β能与电子质量之比 log(2\Em/\me)\log(2\Em/\me)。我们识别出一种结构相关的、因而属于短程的 Zα2Z\alpha^2 修正项,应予以重新审视。我们提供了近四十年来长程修正项的首个综合更新,并就我们的发现对 Vud|V_{ud}| 提取的影响作出评论。我们发现,长程修正项的偏移比过去估计的不确定性大约是2.5倍,统计不确定性(来自超对称衰变组合拟合)大约是1.5倍,约为估计系统误差的1/2——后者主要来源于核结构效应。

关键词

引用

@article{arxiv.2511.05446,
  title  = {The $Z\alpha^2$ correction to superallowed beta decays in effective field theory and implications for $|V_{ud}|$},
  author = {Zehua Cao and Richard J. Hill and Ryan Plestid and Peter Vander Griend},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2511.05446},
  year   = {2025}
}

备注

Two tables, one figure, appendices on RG and KLN