Präzisions-Flavour-Physik: Nachrangige Beiträge zu inklusiven Pinguin-Zerfällen

• Antragsteller: Professor Dr. Tobias Hurth
• Fachliche Zuordnung: Kern- und Elementarteilchenphysik, Quantenmechanik, Relativitätstheorie, Felder
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 544892870

Das Projekt hat das wichtige Ziel, die theoretischen Vorhersagen für einige Schlüsselobservablen des Belle-II-Experiments entscheidend zu verbessern, auf deren Grundlage Anzeichen für neue Freiheitsgrade jenseits des Standardmodells identifiziert werden können. Gegenwärtig ist die Sensitivität für neue Freiheitsgrade bei den meisten Observablen durch nicht-perturbative Korrekturen begrenzt. Die inklusiven Pinguin-Zerfälle, als theoretisch saubere flavour-ändernde neutrale Ströme, sind goldene Observablen für die indirekte Suche nach neuer Physik am BELLE-II Experiment. In dem vorgeschlagenen Forschungsprojekt planen wir, die theoretische Unsicherheit dieser Zerfälle aufgrund der nicht-lokalen nachrangigen Korrekturen zu reduzieren. Die Unsicherheiten aufgrund dieser Beiträge gehören immer noch zu den größten Unsicherheiten bei diesen Zerfällen. Es ist wichtig, den theoretischen Fehler an die hohe Genauigkeit der zukünftigen BELLE-II Messungen anzupassen. Insbesondere die semileptonischen inklusiven Pinguin-Zerfälle erlauben einen theoretisch sauberen Test der aktuellen Abweichungen vom Standardmodell in den entsprechenden exklusiven Moden, die im LHCb Experiment gemessen wurden. Die entscheidende theoretische Frage ist, ob diese sogenannten LHCb-Anomalien in den von LHCb gemessenen exklusiven Moden auf unbekannte hadronische Korrekturen oder auf neue Physik zurückzuführen sind. Die Messung der Observablen der semileptonischen inklusiven Pinguin-Zerfälle bietet die Möglichkeit, diese Ambiguität aufzulösen. Angesichts der großen Skalenunsicherheit und der starken Charmquark-Massenabhängigkeit der bisherigen Ergebnisse, sind die wichtigsten Korrekturen in den nicht-lokalen nachrangigen Beiträgen, die die Unsicherheiten in den dominanten Beiträgen erheblich reduzieren können, die Korrekturen aufgrund der starken Wechselwirkung - einschließlich der Verbesserungen mit Hilfe der Renormierungsgruppe, um große Logarithmen in den Ergebnissen zu summieren. Die Rechnungen werden mit Hilfe der effektiven Feldtheorie SCET (Soft Collinear Effektive Theory) durchgeführt. Die Erhöhung der Genauigkeit dieser inklusiven Moden durch die Berechnung der oben genannten Beiträge ist das Hauptziel des vorgeschlagenen Projekts, das die Sensitivität der inklusiven Pinguin-Moden für neue Physik signifikant erhöhen wird.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen