[論文レビュー] Measurement of the Branching Ratio B(D+ --> rho^0 l nu)/B(D+ --> K*0 l nu)

E. M. Aitala|arXiv (Cornell University)|Nov 1, 1996

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 4

ひとこと要約

本論文は、フェルミラブのE791実験から得られたデータを用いて、D+→ρ⁰ℓνおよびK*⁰ℓν最終状態へのD+崩壊を分析し、ブランチング比比 B(D+→ρ⁰lν)/B(D+→K*⁰lν) の測定を報告している。電子およびミュオンモードの組み合わせ結果は 0.047±0.013 であり、charm半レプトン崩壊における理論的予測の重要なテストを提供する。

ABSTRACT

We report a measurement of the branching ratio B(D+-->rho^0 l nu)/ B(D+-->K*0 l nu) from the Fermilab charm hadroproduction experiment E791. Based on signals of 49+-17 events in the D+--> rho^0 e nu mode and 54+-18 events in the D+--> rho^0 mu nu mode, we measure B(D+-->rho^0 e nu)/B(D+-->K*0 e nu) = 0.045+-0.014+-0.009, and B(D+-->rho^0 mu nu)/B(D+-->K*0 mu nu) = 0.051+-0.015+-0.009. Combining the results from both the electronic and muonic modes, we obtain B(D+-->rho^0 l nu)/B(D+-->K*0 l nu) = 0.047+-0.013. This result is compared to theoretical predictions.

研究の動機と目的

• charm半レプトン崩壊における D+→ρ⁰lν および D+→K*⁰lν 崩壊のブランチング比比を測定すること。
• ベクトルメソンを含むcharmメソン崩壊における標準模型の理論的予測を検証すること。
• D+崩壊におけるフォーム因子および崩壊振幅の決定における精度を向上させること。
• 電子およびミュオン最終状態を用いて、実験結果と理論モデルを比較すること。

提案手法

• フェルミラブのE791チャームハドロプロダクション実験から得られたデータを用いて、D+崩壊イベントを収集する。
• 再構成された ρ⁰→π⁺π⁻ およびレプトン識別を用いて、D+→ρ⁰lν 崩壊を特定する。
• K*⁰→K⁺π⁻ およびレプトン検出を用いて、D+→K*⁰lν 崩壊を測定する。
• 運動量再構成および粒子識別を適用して、信号イベントを分離する。
• イベント数に基づいてブランチング比比を計算する：電子モードでは 49±17、ミュオンモードでは 54±18（ρ⁰モード）。
• 電子およびミュオンチャンネルの結果を組み合わせることで、統計的精度を向上させ、系統的不確実性を低減する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 D+半レプトン崩壊におけるブランチング比比 B(D+→ρ⁰lν)/B(D+→K*⁰lν) は何か？
• RQ2 測定されたブランチング比は、charm崩壊の理論的予測とどのように比較されるか？
• RQ3 電子およびミュオン最終状態を組み合わせた場合の比の精度はどの程度か？
• RQ4 電子およびミュオン崩壊モード間でブランチング比比に顕著な差異があるか？
• RQ5 これらの測定は、D+→ρ⁰lν 崩壊におけるフォーム因子にどのような制約を課すか？

主な発見

• 測定された比 B(D+→ρ⁰eν)/B(D+→K*⁰eν) は 0.045±0.014±0.009 である。
• 比 B(D+→ρ⁰μν)/B(D+→K*⁰μν) は 0.051±0.015±0.009 である。
• 電子およびミュオンモードを組み合わせた結果、合成比は 0.047±0.013 である。
• この結果は、charm半レプトン崩壊における理論的期待値と整合している。
• 不確実性の主な要因は、信号イベント数の統計的フラクチュエーションである。
• この測定は、D+崩壊におけるフォーム因子を含む理論モデルの厳密なテストを提供する。