Threshold領域におけるe^+e^-→tt過程の精密計算

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12740130
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 隅野 行成 東北大学, 大学院・理学研究科, 助手 (80260412)
• キーワード: トップ・クォーク / e^+e^-加速器 / クォーコニウム / 輻射補正 / エネルギー・スペクトル / large-β_0近似

研究概要

^^-私の研究成果は、(1)large-β_0近似で、クォーコニウム1S状態のエネルギーレベルに対するO(α^5_Sm)を計算し、その結果を用いて、将来のe^+e^-線形加速器におけるトップ・クォークの質量の測定精度を調べたこと。(2)renormalon相殺を取り入れた計算では、ボトモニウムのエネルギースペクトルの実験値を、理論計算でよく再現できることを示したこと。(3)renormalon相殺が従来知られていたよりも深いレベルで起こることを示したこと。(4)kinematical fitにより、tt^^- threshold領域で、トップ・クォークの運動量、及び、その崩壊先の粒子の運動量の測定精度が向上することを示したこと、が主なものである。(1)においては、将来のe^+e^-線形加速器のtt^^- threshold領域においてトップ・クォークの質量を高精度で測定するために必要な理論計算を行なった。将来期待される実験精度と比較して、この計算が重要であることを示した。(2)では、従来の常識に反して、O(Λ_<QCD>)renormalonの相殺を取り込んだ計算では、摂動QCDに基づく束縛状態の理論計算で、ボトモニウムのエネルギースペクトルの実験値が再現されることを示した。このような計算方法では、非摂動効果が非常に小さいことを表しており、同じ理論計算に基づく、トップ・クォークの質量決定方法の有効性を保証する。(3)では、摂動QCDの枠内ではO(Λ^4_<QCD>)までエネルギーレベルに含まれるrenormalonが小さくなることを示した。従来見落とされていた寄与を同定し、摂動展開の収束性を向上させる道筋を示した。(4)では、tt^^- threshold領域でシュミレーション解析を行なった。kinematical fitにより、トップ・クォークの崩壊における異常構造因子の測定精度が上がることを示した。

研究成果

• [文献書誌] Y.Sumino: "A Connection Between The Perturbative QCD Potential and Phenomenological Potentials"Physical Review. D65. 054003 (2002)
• [文献書誌] N.Brambilla, Y.Sumino, A.Vairo: "Quarkonium Spectroscopy and Perturbative QCD : massive quark loop effects"Physical Review. D65. 034001 (2002)
• [文献書誌] S.Recksiegel, Y.Sumino: "Perturbative QCD Potential, Renormalon Cancellation, and Phenomenological Potentials"Physical Review. D65. 054018 (2002)
• [文献書誌] N.Brambilla, Y.Sumino, A.Vairo: "Quarkonium Spectroscopy and Perturbative QCD : A New Perspective"Physics Letters. B513. 381-390 (2001)
• [文献書誌] Y.Kiyo, Y.Sumino: "O(α^5_sm) Quarkonium 1S Spectrum in Large-β_0 Approximation and Renormalon Cancellation"Physics Letters. B496. 83-88 (2000)