[論文レビュー] Annihilation contributions and CP asymmetries in B{sup +}{yields}{pi}{sup +}K{sup 0}, K{sup +}K{sup 0} and B{sup 0}{yields}K{sup 0}K{sup 0}

Xiqing Hao, Xiao-Gang He+1 more|arXiv (Cornell University)|Feb 1, 2007

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 1

ひとこと要約

この論文は、B→πKおよびB→KK崩壊における消滅振幅の役割を調査し、測定された分支比が、振幅関係のおかげでB⁺→π⁺K⁰におけるCP非対称性に5%の上限をもたらすことを示している。一方、B⁺→K⁺K⁰におけるCP非対称性は最大90%に達する可能性がある。結果は振幅干渉および分支比の実験的測定によって制約を受ける。

ABSTRACT

Recently the branching ratios for B{sup +}{yields}K{sup +}K{sup 0} and B{sup 0}{yields}K{sup 0}K{sup 0} have been measured. Data indicate that the annihilation amplitudes in these decays are not zero. A nonzero annihilation amplitude plays an important role in CP violation for B{sup +}{yields}{pi}{sup +}K{sup 0}, K{sup +}K{sup 0}. Using the measured branching ratios for these decays, we show that there is an absolute bound of 5% for the size of CP asymmetry in B{sup +}{yields}{pi}{sup +}K{sup 0} from a relation between the amplitudes of these decays. The size of CP asymmetry in B{sup +}{yields}K{sup +}K{sup 0} can, however, be as large as 90%. Future experimental data will test these predictions.

研究の動機と目的

• 最近の実験的分支比測定が示唆する非ゼロの消滅振幅がB⁺→K⁺K⁰およびB⁰→K⁰K⁰崩壊に与える影響を検討すること。
• 消滅振幅がB⁺→π⁺K⁰およびB⁺→K⁺K⁰崩壊におけるCP違反に与える影響を評価すること。
• 振幅関係と測定された分支比を用いて、B⁺→π⁺K⁰におけるCP非対称性の理論的上限を導出すること。
• 振幅干渉による制約がない状況を踏まえ、B⁺→K⁺K⁰におけるCP非対称性の大きさの可能性を検討すること。

提案手法

• B⁺→K⁺K⁰およびB⁰→K⁰K⁰の測定された分支比を用いて、これらの崩壊における非ゼロの消滅振幅の存在を推論する。
• B⁺→π⁺K⁰とB⁺→K⁺K⁰崩壊間の振幅関係を適用し、B⁺→π⁺K⁰におけるCP非対称性の理論的上限を導出する。
• スペクテーターおよび消滅寄与を含む崩壊振幅をモデル化し、CP非対称性に影響を与える干渉効果に注目する。
• 振幅抑制機構の欠如を分析することで、B⁺→K⁺K⁰における最大のCP非対称性を評価する。
• 測定された分支比が消滅振幅の大きさを制約すると仮定し、これがCP非対称性の予測に影響を与えることを利用する。
• B⁺→π⁺K⁰とB⁺→K⁺K⁰の振幅の関係を用いて、前者のCP非対称性に5%の絶対上限を導出する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 測定された分支比と振幅関係を踏まえた場合、B⁺→π⁺K⁰におけるCP非対称性の最大値は何か？
• RQ2 B⁺→K⁺K⁰およびB⁰→K⁰K⁰崩壊における非ゼロの消滅振幅が、関連するB→πKおよびB→KKモードにおけるCP違反に与える影響は何か？
• RQ3 B⁺→K⁺K⁰におけるCP非対称性の大きさは50%を超える可能性があり、その大きさに何が制限要因となるか？
• RQ4 消滅寄与が非ゼロである場合、振幅構造がB⁺→π⁺K⁰におけるCP非対称性に与える制約は何か？

主な発見

• B⁺→K⁺K⁰およびB⁰→K⁰K⁰の測定された分支比は、これらの崩壊における消滅振幅がゼロでないことを示唆している。
• B⁺→K⁺K⁰との振幅干渉関係のおかげで、B⁺→π⁺K⁰におけるCP非対称性に5%の絶対上限が導かれる。
• B⁺→K⁺K⁰におけるCP非対称性は最大90%に達する可能性があり、消滅寄与に強く敏感であることが示唆される。
• B⁺→K⁺K⁰では振幅抑制が存在しないため、大きなCP非対称性が可能である。これに対してB⁺→π⁺K⁰では干渉が非対称性を制限する。
• 今後の実験的データは、予測されたCP非対称性の上限と消滅振幅の役割を検証するために不可欠である。
• B⁺→π⁺K⁰とB⁺→K⁺K⁰の間の振幅関係は、前者におけるCP違反にモデルに依存しない制約を提供する。