[論文レビュー] Measurement of the $D^{\ast-}$ polarization in the decay $B^0 o D^{\ast -}τ^+ν_τ$

Belle Collaboration, A. Abdesselam+459 more|arXiv (Cornell University)|Mar 7, 2019

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 35

ひとこと要約

この研究は B^{0}→D^{*−}τ^{+}ν_{τ} における D^{*−} 偏極化の最初の測定を報告し、F_{L}^{D^{*}} = 0.60 ± 0.08 (stat) ± 0.04 (syst) となる。

ABSTRACT

We report the first measurement of the $D^{\ast -}$ meson polarization in the decay $B^0 o D^{*-} τ^+ν_τ$ using the full data sample of 772$ imes 10^6$ $B\bar{B}$ pairs recorded with the Belle detector at the KEKB electron-positron collider. Our result, $F_L^{D^\ast} = 0.60 \pm 0.08 ({ m stat}) \pm 0.04 ({ m sys})$, where $F_L^{D^\ast}$ denotes the $D^{\ast-}$ meson longitudinal polarization fraction, agrees within about $1.7$ standard deviations of the standard model prediction.

研究の動機と目的

• Standard Model の半τ崩壊における精密検証を動機づける。
• B^{0}→D^{*-}τ^{+}ν_{τ} における D^{*−} 偏極化分数 F_{L}^{D^{*}} を測定する。
• 角度観測量の潜在的な新物理寄与に対する感度を検討する。
• この崩壊での D^{*} 縦偏極の初の実験的決定を提供する。

提案手法

• KEKB からの 772×10^{6} Bar{B} 対からの全 Belle データサンプルを活用する。
• D^{*-}→ar{D}^{0}π− を再構成し、D^{*-} 固有系における角分布を分析する。
• dΓ/dcosθ_hel ∝ (2F_{L}^{D^{*}}cos²θ_hel + (1−F_{L}^{D^{*}})sin²θ_hel) によるヘリシティ角分布から F_{L}^{D^{*}} を抽出する。
• 系統不確実性を制御し、結果を約 0.45 の標準モデル予測と比較する。
• この崩壊チャネルにおける D^{*} 偏極化の初の測定を提示する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 B^{0}→D^{*-}τ^{+}ν_{τ} における縦偏極分率 F_{L}^{D^{*}} はどれか。
• RQ2 測定された F_{L}^{D^{*}} は不確実性の範囲内で SM 予測と一致するか。
• RQ3 この結果は b→cτν 遷移への新物理寄与をどのように制約するか。

主な発見

• Measured F_{L}^{D^{*}} = 0.60 with statistical and systematic uncertainties reported as ±0.08 and ±0.04 respectively.
• Result agrees with the Standard Model prediction within about 1.7 standard deviations.
• Provides the first experimental determination of D^{*} polarization in the B^{0}→D^{*-}τ^{+}ν_{τ} decay.