[論文レビュー] D-0-(D)over-bar(0) mixing in Upsilon(1S)-> D-0(D)over-bar(0) decay at a super-B factory

Hai-Bo Li, 杨茂志+2 more|arXiv (Cornell University)|Nov 1, 2006

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 9

ひとこと要約

この論文は、スーパービー加速器におけるUpsilon(1S) → D⁰D̄⁰崩壊から生成される整合性のあるD⁰D̄⁰対を用いて、D⁰-D̄⁰混合およびCP対称性の破れを測定することを提案する。D中間子の高いブーストにより、固有時間間隔Δtの時間に依存する高精度な測定が可能となり、従来の手法と比較して混合パラメータおよびCP対称性の破れ観測量の感受性が向上する。

ABSTRACT

D-0-(D) over bar (0) mixing and significant CP violation in the charm system may indicate the signature of new physics. In this study, we suggest that the coherent D-0(D) over bar (0) events from the decay of Upsilon(1S)-> D-0(D) over bar (0) can be used to measure both mixing parameters and CP violation in charm decays. The neutral D mesons from Upsilon(1S) decay are strongly boosted, so that it will offer the possibility to measure the proper-time interval Delta t between the fully reconstructed D-0 and (D) over bar (0). Both coherent and time-dependent information can be used to extract D-0-(D) over bar (0) mixing parameters. The sensitivity of the measurement should be improved at B factories or at super-B.

研究の動機と目的

• ニューエルスの兆候としてのcharm崩壊におけるD⁰-D̄⁰混合およびCP対称性の破れを探索すること。
• charm系における微小な混合パラメータおよびCP非対称性を高精度で測定する課題に対処すること。
• Upsilon(1S)崩壊における整合性のあるD⁰D̄⁰対生成を活用し、混合およびCP対称性の破れパラメータに対する感受性を向上させること。

提案手法

• スーパービー加速器におけるUpsilon(1S) → D⁰D̄⁰崩壊から生じる整合性のあるD⁰D̄⁰対を用いる。
• 両方のD⁰およびD̄⁰中間子を完全に再構築し、その崩壊時刻を特定する。
• 飛行経路と運動量を用いて、2つのD中間子間の固有時間間隔Δtを測定する。
• 時間に依存する振幅解析を適用し、混合パラメータおよびCP対称性の破れ観測量を抽出する。
• 整合性状態の情報を時間に依存する崩壊率解析と組み合わせることで感受性を向上させる。
• D中間子の高いブーストを活用し、微小なΔtの差を解像可能にすることで、混合パラメータの高精度な測定を実現する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 Upsilon(1S)崩壊から得られる整合性のあるD⁰D̄⁰対を用いることで、感受性の向上を図ってD⁰-D̄⁰混合パラメータを測定できるか？
• RQ2 Upsilon(1S) → D⁰D̄⁰崩壊におけるD中間子の高いブーストが、固有時間間隔Δtの測定にどのように寄与するか？
• RQ3 時間に依存するおよび整合性のある解析を組み合わせることで、charm崩壊におけるCP対称性の破れ測定における系統的不確実性をどの程度低減できるか？
• RQ4 この手法は、従来のcharm混合測定と比較して、どの程度の感受性の向上が見込まれるか？

主な発見

• Upsilon(1S) → D⁰D̄⁰崩壊におけるD中間子の高いブーストにより、2つのD中間子間の固有時間間隔Δtを高精度に測定できる。
• 整合性のあるD⁰D̄⁰対を用いることで、時間に依存する振幅解析により、混合パラメータおよびCP対称性の破れ観測量を同時に抽出できる。
• 従来の手法と比較して、D⁰-D̄⁰混合およびCP対称性の破れに対する感受性が向上する。
• D⁰およびD̄⁰崩壊の完全再構築を用いることで、時間間隔測定の精度が向上する。
• 高インテンシティおよびクリアな初期状態を特徴とするスーパービー加速器に特に適した手法である。
• 整合性と時間依存性の両方の利点を組み合わせることで、charm系におけるニューエルスを探査する強力なツールが得られる。