[論文レビュー] CP violation in B mesons using Dalitz plot asymmetries

Rahul Sinha|arXiv (Cornell University)|Aug 14, 1996

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 3

ひとこと要約

この論文は、フレーバーまたは時間タギングや強い位相の仮定を必要とせず、一般化されたダリーツプロット非対称性を用いてB中間子崩壊におけるCP対称性の破れを検出する新しい手法を提案する。この手法により、約2×10⁸個のB中間子で標準模型におけるCP対称性破れパラメータηを測定可能であり、2ヒッグスダブルレットモデルはたった10⁷個のB中間子で制約可能となる。これは新しい物理を高感度でタギングフリーに探る有効な手法を提供する。

ABSTRACT

We study CP violation in $B o K^* \ell^+\ell^-$ using generalized Dalitz plot asymmetries in the angular distribution. These new kind of asymmetries are constructed by adding B and ${\bar B}$ events, and do not require flavor or time tagging, nor is the presence of strong phases needed. Using this method one requires about $2 imes 10^8/η$ B's to measure the CP violating parameter $η$ in the Standard model. The two--Higgs doublet model requires only $10^7$ B's to constrain parameters better than done by the electric dipole moment of the neutron.

研究の動機と目的

• フレーバーまたは時間タギングを必要としない、B→K*ℓ⁺ℓ⁻崩壊におけるCP対称性破れ検出法の開発。
• 強い位相情報に依存せずに、BおよびB̄のイベントを統合して非対称性を構築する。
• 標準模型のCP対称性破れパラメータηの感度テストと2ヒッグスダブルレットモデルの制約を可能にする。
• 従来の手法と比較して、新しい物理の感度を得るために必要なB中間子の数を削減する。

提案手法

• この手法は、B→K*ℓ⁺ℓ⁻崩壊の運動量分布においてBおよびB̄中間子のイベントを組み合わせることで、一般化されたダリーツプロット非対称性を構築する。
• 全運動量分布を用いて、フレーバータギングを必要とせずにCP対称性破れに感受性のある非対称性を定義する。
• 強い位相の仮定に依存しないため、ハドロン的不確実性に対して頑健である。
• 非対称性は微分崩壊断面積分布を用いて定義され、運動量変数を統合することでCP対称性破れ効果を分離する。
• CP非対称性が最大となる位相空間領域におけるイベントカウントに依存することで、感度を向上させる。
• 理論的予測は、標準模型および2ヒッグスダブルレットモデルにおける有効ハミルトニアンアプローチを用いて導出される。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 B→K*ℓ⁺ℓ⁻崩壊におけるCP対称性破れは、フレーバーまたは時間タギングなしで検出可能か？
• RQ2 一般化されたダリーツプロット非対称性は、強い位相に依存しない、CP対称性破れの頑健なプローブとして機能可能か？
• RQ3 標準模型におけるCP対称性破れパラメータηの感度を得るために必要なB中間子の数はどの程度か？
• RQ4 この手法は、中性子の電気電離モーメントよりも、2ヒッグスダブルレットモデルをより厳密に制約可能か？
• RQ5 この手法の感度は、従来のタギングに基づく手法と比較してどのように異なるか？

主な発見

• 提案手法では、標準模型におけるCP対称性破れパラメータηを測定するのに約2×10⁸個のB中間子が必要である。
• 2ヒッグスダブルレットモデルでは、現在の中性子電気電離モーメントの限界よりもきめの細かい制約を得るためにたった10⁷個のB中間子で十分である。
• この手法は強い位相に依存しないため、CP対称性破れ研究における理論的不確実性の主要因を排除する。
• BおよびB̄のイベントを組み合わせることで、フレーバータギングの必要性がなくなり、実験的実装が簡素化される。
• 非対称性の構築は運動量分布にのみ依存するため、包含的または半包含的崩壊モードにも適用可能である。
• このアプローチは、統計的効率を向上させた、タギングフリーな新しい物理の探査に実用的かつ代替可能な手法を提供する。