[論文レビュー] Measurement of The Time-Dependent CP Asymmetry in B0 --> K*0 gamma Decays

B. Aubert|arXiv (Cornell University)|Aug 12, 2007

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 2被引用数 4

ひとこと要約

本研究では、SLACのBaBar実験が収集した431百万個のB⁰B̄⁰対を用いて、B⁰ → K*⁰γ崩壊における時間に依存するCP対称性の破れの予備測定を提示する。結果はS_{K*γ} = -0.08 ± 0.31 ± 0.05およびC_{K*γ} = -0.15 ± 0.17 ± 0.03を示し、標準模型と整合的であり、b → sγ遷移におけるCP対称性の破れパラメータに制約をもたらす。

ABSTRACT

We present a preliminary measurement of the time-dependent CP asymmetry in B0 --> K*0 (K_S0 pi0) gamma decays based on 431 x 10^6 Upsilon(4S) --> BBbar decays collected with the BaBar detector at the PEP-II asymmetric-energy e+e- collider at SLAC. In a sample containing 316 +/- 22 signal events we measure S_{K* gamma} = -0.08 +/- 0.31 +/- 0.05 and C_{K* gamma} = -0.15 +/- 0.17 +/- 0.03. The uncertainties are statistical and systematic, respectively.

研究の動機と目的

• 標準模型を超える新しい物理を探索するため、B⁰ → K*⁰γ崩壊における時間に依存するCP非対称性を測定すること。
• 放射性B⁰崩壊におけるCP非対称性が標準模型の予測と整合的であるかを検証すること。
• b → sγ遷移におけるCP非対称性パラメータS_{K*γ}およびC_{K*γ}の決定精度を向上させること。
• 431 × 10⁶ Upsilon(4S) → B⁰B̄⁰崩壊から得られた316 ± 22個の信号イベントのサンプルを分析すること。

提案手法

• PEP-II e⁺e⁻衝突機で観測されたBaBar検出器が収集した431 × 10⁶個のB⁰B̄⁰対を用いる。
• 再構成されたK*⁰ → K_S⁰π⁰および光子候補を用いて、B⁰ → K*⁰ (K_S⁰π⁰)γ崩壊を同定する。
• 崩壊時間分布からのCP非対称性パラメータS_{K*γ}およびC_{K*γ}を抽出するために、時間に依存する振幅解析を適用する。
• 運動量およびトポロジー変数を用いて信号収量の抽出とバックグラウンド抑制を実施する。
• 最終結果において統計的誤差と系統的誤差を別々に評価する。
• 時間に依存するCP非対称性の式を用いる：A_{CP}(t) = S_{K*γ} sin(Δm t) + C_{K*γ} cos(Δm t)，ここでΔmはB⁰–B̄⁰質量差である。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 B⁰ → K*⁰γ崩壊におけるCP非対称性パラメータS_{K*γ}の値は何か？
• RQ2 B⁰ → K*⁰γ崩壊におけるCP非対称性パラメータC_{K*γ}の値は何か？
• RQ3 これらの測定値は、b → sγ遷移における標準模型の予測とどのように比較できるか？
• RQ4 これらの結果は、放射性B⁰崩壊における新しい物理の寄与をどの程度制限するか？
• RQ5 統計的および系統的誤差を考慮した場合、観測されたCP非対称性の有意性は何か？

主な発見

• S_{K*γ}の測定値は-0.08であり、統計的誤差は±0.31、系統的誤差は±0.05である。
• C_{K*γ}の測定値は-0.15であり、統計的誤差は±0.17、系統的誤差は±0.03である。
• 結果はゼロのCP非対称性と整合的であり、この崩壊モードにおいて標準模型からの顕著な逸脱がないことを示唆する。
• 信号収量は全データサンプルから316 ± 22イベントと決定された。
• S_{K*γ}およびC_{K*γ}の誤差は統計的誤差が支配的であり、系統的寄与は小さい。
• 測定された非対称性は、b → sγ遷移における標準模型の予測である小さなCP非対称性と整合的である。