[論文レビュー] Charmless Hadronic B Decays at CLEO

Y. S. Gao, Frank Würthwein|ArXiv.org|Apr 7, 1999

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 4

ひとこと要約

本論文は、CLEOがCERNのCLEO実験で測定した、b → u クォーク遷移を伴う charmless ハドロン的 B 衰えの最初の観測を提示している。主な分岐率として、Br(B± → π±ρ⁰) = (1.5 ± 0.5 ± 0.4) × 10⁻⁵ および Br(B → π±ρ∓) = (3.5⁺¹.¹₋₁.₀ ± 0.5) × 10⁻⁵ が報告された。これはCKM行列要素 |V_ub| を探査する上で重要な一歩であり、QCD因子化モデルの検証にも寄与している。

ABSTRACT

The CLEO collaboration has studied two-body charmless hadronic decays of $B$ mesons into final states containing two pseudo-scalar mesons, or a pseudo-scalar and a vector meson. We summarize and discuss results presented during the winter/spring 1999 conference season, and provide a brief outlook towards future attractions to come. In particular, CLEO presented preliminary results on the decays $B^\pm o π^\pmρ^0$ ($Br(B^\pm o π^\pmρ^0) = (1.5 \pm 0.5 \pm 0.4) imes 10^{-5}$), $B o π^\pmρ^\mp$ ($Br(B o π^\pmρ^\mp)=(3.5^{+1.1}_{-1.0}\pm 0.5) imes 10^{-5}$), $B o π^\pm K^{\star\mp}$ ($Br(B o π^\pm K^{\star\mp}) = (2.2^{+0.8+0.4}_{-0.6-0.5}) imes 10^{-5}$), and $B^\pm o K^\pm π^0$ ($Br(B^\pm o K^\pm π^0) = (1.5 \pm 0.4 \pm 0.3) imes 10^{-5}$) at DPF99, APS99, APS99, and ICHEP98 respectively. None of these decays had been observed previously. The first two of these constitute the first observation of hadronic $b o u$ transitions. In addition, CLEO presented preliminary updates on a large number of previously published branching fractions and upper limits.

研究の動機と目的

• charmless 二体ハドロン的 B 衰えの分岐率を、b → u クォーク遷移を含めて測定すること。
• 排他的 B 衰えにおける QCD 因子化および摂動的 QCD モデルの予測を検証すること。
• 実験的に測定された分岐率から CKM 行列要素 |V_ub| を抽出すること。
• 以前に発表された分岐率測定値および上限の精度を向上させること。
• 理論的制約を用いて、R-奇性破れなどの新しい物理の可能性を検討すること。

提案手法

• コーン大学電子衝突加速器（CESR）における CLEO ディテクタが収集したデータを用いて、B メソンの崩壊を研究した。
• トラッキング、カリメトリー、チェレノフ検出器を用いて、イベント再構築と粒子同定を実施した。
• 運動量フィットとバーテックス再構築を適用し、B メソンの崩壊頂点を特定し、最終状態を再構築した。
• 信号の割合と分岐率を、インヴァリエント質量分布からの最尤フィットを用いて抽出した。
• Neubert-Rosner 界限のような理論的制約を適用し、モデルに依存しない予測を制限した。
• 実験結果と QCD 因子化および摂動的 QCD 予測を比較し、理論的一致性を評価した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 B± → π±ρ⁰ や B → π±ρ∓ のような charmless ハドロン的 B 衰えの分岐率は何か？
• RQ2 排他的ハドロン的崩壊における b → u 遷移の最初の観測が、高い統計的有意性で確認できるか？
• RQ3 測定された分岐率は、QCD 因子化および摂動的 QCD の理論的予測とどのように一致するか？
• RQ4 結果が CKM 行列要素 |V_ub| にどのような制約を課えるか？
• RQ5 結果は、B 衰えにおける R-奇性破れのモデルをどれほど支持または挑戦するか？

主な発見

• B± → π±ρ⁰ の崩壊が、分岐率 (1.5 ± 0.5 ± 0.4) × 10⁻⁵ で、初めて観測された。
• B → π±ρ∓ の崩壊が、分岐率 (3.5⁺¹.¹₋₁.₀ ± 0.5) × 10⁻⁵ で、初めて観測された。
• B → π±K*∓ の崩壊が、分岐率 (2.2⁺⁰.⁸⁺⁰.⁴₋₀.⁶₋₀.⁵) × 10⁻⁵ で測定された。
• B± → K±π⁰ の崩壊が、分岐率 (1.5 ± 0.4 ± 0.3) × 10⁻⁵ で測定された。
• 上記4つの崩壊はすべて、以前に観測されていなかったため、ハドロン的崩壊における排他的 b → u 遷移の最初の実験的証拠となった。
• 結果は Neubert-Rosner 界限のような理論的制約と整合的であり、QCDに基づくモデルの検証に必要な情報を提供した。