Published December 12, 2013 | Version v1
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Semileptonic B decays into charmed D(**) mesons from Lattice QCD

Description

Semileptonic decays of B mesons provide a rich source of knowledge for determining fundamental parameters of the Standard Model. This work reports mainly on the study of two semileptonic decay channels: the Bs → Dslν-barl and B → D**lν-barl (where the D** are the first orbitally excited states of the D mesons having a positive parity). The theoretical framework is Lattice QCD which is considered as the only satisfying approach which calculates in a non perturbative way the transition amplitudes from first principles. By using the twisted mass QCD on the lattice with Nf = 2 dynamical flavors we studied, first, the spectroscopy of the scalar D*0 and the tensor D*2 states. Then, we determined the normalization Gs(1) of the form factor dominating Bs → Dslν-barl in the Standard Model which provides a means of extracting the CKM matrix element Vcb. Next, we make the first lattice determination of F0(q2)/F+(q2) and FT (q2)/F+(q2) near the zero recoil. The obtained results are important for the discussion of this decay in various scenarios of physics beyond the Standard Model. Finally, we did a preliminary study of B → D** where we have obtained a non-vanishing matrix element corresponding to the decay of B into the D*0 at zero recoil contrary to what was known in the heavy quark limit. Moreover, the computations corresponding to B → D*2 show a signal indicating a difference with respect to the infinite mass limit prediction. These results are important to draw a firm conclusion on the '1/2 vs 3/2 puzzle'. (author)

Abstract (French)

Les desintegrations semileptoniques du meson B participent a la determination de certains parametres fondamentaux du Modele Standard. Ce travail decrit essentiellement l'etude des deux canaux de desintegrations Bs → Dslν-barl et B → D**lν-barl (ou les D** sont les premieres excitations orbitales des mesons D ayant une parite positive). Le cadre theorique est celui de la QCD sur reseau qui, en discretisant l'espace-temps, permet de calculer non perturbativement les fonctions de Green de la theorie. En utilisant l'action a masse twistee avec deux saveurs degenerees de quarks dynamiques (Nf = 2), nous avons commence par etudier la spectroscopie des etats charmes scalaires D*0 et tenseurs D*2. Ensuite, nous avons realise la determination du facteur de forme Gs(1) decrivant le processus Bs → Dslν-barl dans le Modele Standard. Ce parametre offre un moyen d'extraire l'element de la matrice CKM Vcb. Par ailleurs, et pour la premiere fois en QCD sur reseau, nous avons determine les rapports F0(q2)/F+(q2) et FT (q2)/F+(q2) dans la region proche du recul nul: ces contributions sont en effet necessaires afin de discuter ce canal de desintegration dans certains modeles au-dela du Modele Standard. Enfin, une etude preliminaire du canal de desintegration B → D** a ete abordee ou nous avons trouve une valeur non nulle de l'element de matrice decrivant la desintegration B → D*0 a recul nul contrairement de ce qui est connu a la limite des quarks lourds. Dans le cas du B → D*2, nos resultats ont montre un signal indiquant une difference par rapport aux predictions de masse infinie. Ces calculs sont indispensables afin de tirer une conclusion plus solide concernant le 'puzzle 1/2 vs 3/2'. (auteur)

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Original title (English)
Desintegrations semileptoniques de meson B en D** dans le cadre de la QCD sur reseau

Publishing Information

Imprint Pagination
210 p.
Report number
FRNC-TH--11759

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Notes
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