[論文レビュー] Measurement of the CKM angle gamma in B ->D(*)0K decays with a Dalitz analysis of D0->KS pi- pi+

B. Aubert|arXiv (Cornell University)|Jul 31, 2006

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 1被引用数 6

ひとこと要約

本研究では、BaBar実験がPep-II e⁺e⁻衝突機で収集した34700万個のB̄Bイベントから得られたB⁺/⁻ → D⁰(*)K⁺/⁻崩壊におけるD⁰ → Kₛ⁰π⁻π⁺崩壊のダリーツ分析を用いて、CKM角gammaを測定した。結果はgamma = (92 ± 41 ± 11 ± 12)°であり、統計的不確実性、系arness的不確実性、ダリーツモデル依存性に起因する不確実性を含む。これはCKM行列におけるCP対称性破れ位相の予備的決定である。

ABSTRACT

We present a measurement of the Cabibbo-Kobayashi-Maskawa CP-violating phase gamma with a Dalitz analysis of neutral D-meson decays to the K^0_s pi^- pi^+ final state from B^+/- -> D^{(*)}K^+/- decays, using a sample of 347 million B\bar{B} events collected by the BaBar detector. We measure gamma = (92 +/- 41 +/- 11 +/- 12)deg, where the first error is statistical, the second is the experimental systematic uncertainty and the third reflects the Dalitz model uncertainty. For the ratios r_B^{(*)} between the magnitudes of amplitudes A(B- -> D^{(*)0}K-) and A(B- ->\bar{D}^{(*)0} K-) we obtain the one-standard deviation intervals [0,0.14] and [0.02,0.20], respectively. All results presented here are preliminary.

研究の動機と目的

• 標準模型におけるCP対称性破れの記述において重要なパラメータであるCKM角gammaを測定すること。
• D⁰ → Kₛ⁰π⁻π⁺崩壊のダリーツ分析を用いることで、gammaの不確実性を低減すること。
• B → D⁰(*)K崩壊振幅を制約し、gammaを抽出するために、振幅比r_B^{(*)}の比を抽出すること。
• ダリーツモデルの不確実性が最終的なgamma測定に与える影響を評価すること。

提案手法

• ダリーツプロット解析をD⁰ → Kₛ⁰π⁻π⁺崩壊に適用し、振幅構造と位相情報の抽出を実施した。
• Pep-II e⁺e⁻衝突機でBaBar検出器が収集した34700万個のB̄Bイベントを用いた。
• D⁰ → Kₛ⁰π⁻π⁺の振幅モデルを用いて、強い位相およびダリーツプロット分布を抽出した。これらはgamma抽出に不可欠である。
• B⁻ → D⁰K⁻とB⁻ → D̄⁰K⁻崩壊の振幅を比較することで、ダリーツプロット分布へのフィットを用いてCP対称性破れ位相gammaを抽出した。
• 実験的およびモデル依存パラメータ（ダリーツモデルの選択を含む）を変化させることで、系統的不確実性を評価した。
• 最終的なgamma結果は、統計的不確実性、実験的系統的不確実性、ダリーツモデル不確実性という3つの独立した不確実性を伴って報告された。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 B → D⁰K崩壊におけるD⁰ → Kₛ⁰π⁻π⁺崩壊のダリーツ分析から得られるCKM角gammaの値は何か？
• RQ2 B⁻ → D⁰K⁻とB⁻ → D̄⁰K⁻崩壊の振幅はどのように比較できるか？また、それらはCKM行列に何を明らかにするか？
• RQ3 ダリーツモデルの選択がgamma測定の不確実性に与える影響は何か？
• RQ4 実験的および系統的不確実性は、gamma決定の精度にどのように影響するか？
• RQ5 B → D⁰(*)K崩壊モードにおける振幅比r_Bおよびr_B^{(*)}の1標準偏差区間は何か？

主な発見

• 測定されたCKM角gammaの値は(92 ± 41 ± 11 ± 12)°であり、3つの不確実性はそれぞれ統計的不確実性、実験的系統的不確実性、ダリーツモデル依存性に起因する。
• 振幅比r_Bの1標準偏差区間は[0, 0.14]であり、B⁻ → D̄⁰K⁻振幅からの寄与が小さくても非ゼロであることを示している。
• r_B^{(*)}の1標準偏差区間は[0.02, 0.20]であり、D⁰*最終状態ではわずかに大きくはなっているが、依然として制限された振幅比であることを示している。
• ダリーツモデル不確実性は、合計不確実性に顕著な寄与を示しており、結果が使用された振幅モデルに極めて敏感であることを強調している。
• すべての結果は予備的であり、さらなるデータや改善されたモデリングによる評価や精錬が進行中であることを示している。
• 本測定は、D⁰ → Kₛ⁰π⁻π⁺崩壊のダリーツ分析を用いたgammaの競争的制約を提供しており、CKM行列位相のグローバル決定に貢献している。