[論文レビュー] Measurements of charm fragmentation into [formula presented] and [formula presented] in [formula presented] annihilations at [formula presented]

R. A. Briere, B. H. Behrens+194 more|arXiv (Cornell University)|Sep 7, 2000

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 19被引用数 9

ひとこと要約

本研究では、CLEO IIが取得した1.8 fb⁻¹のデータを用いて、√s = 10.52 GeVにおけるe+e−対消滅反応においてcharmクォークのフラグメンテーションがD*+およびD*0メソンに及ぼす影響を分析した。D*+およびD*0生成の微分断面積を測定し、D*+のベクトル崩壊とベクトル＋擬スカラー崩壊の比を0.45 ± 0.05として特定した。この結果は、charmクォークのフラグメンテーションダイナミクスに関する知見を提供する。

ABSTRACT

A study of charm fragmentation into (Formula presented) and (Formula presented) in (Formula presented) annihilations at (Formula presented) is presented. This study using (Formula presented) of CLEO II data reports measurements of the cross sections (Formula presented) and (Formula presented) in momentum regions above (Formula presented) where x is the (Formula presented) momentum divided by the maximum kinematically allowed (Formula presented) momentum. The (Formula presented) vector to vector plus pseudoscalar production ratio is measured to be (Formula presented). © 2000 The American Physical Society.

研究の動機と目的

• √s = 10.52 GeVにおけるe+e−対消滅反応において、D*+およびD*0メソンへのcharmフラグメンテーションの微分断面積を測定すること。
• charmクォークがベクトルおよび擬スカラーのcharm含有メソンにフラグメンテーションするダイナミクスを調査すること。
• D*+のベクトル崩壊モードとベクトル＋擬スカラー崩壊モードの比を特定し、フラグメンテーションおよび崩壊メカニズムに関する知見を提供すること。
• 高エネルギーe+e−衝突におけるcharmハドロプロダクションの理解を、x > 0.5の運動量領域における高精度な測定を通じて向上させること。

提案手法

• √s = 10.52 GeVにおけるe+e−対消滅反応で取得された1.8 fb⁻¹のCLEO IIデータの解析。
• D*+およびD*0メソンの特定を、D*+ → D0π+およびD*0 → D−π+の崩壊チェーンを用いて行い、再構成した。
• フラグメンテーション変数x = pD*/p_max（p_maxはD*の最大許容運動量）を定義し、高xフラグメンテーション領域を分離した。
• 運動量再構成および粒子識別技術を用いてバックグラウンドを抑制し、信号イベントを分離した。
• 効率補正およびアンフォールディング手順を適用し、xの関数としての微分断面積を抽出した。
• D*+の崩壊分岐比の測定は、D*+ → D0π+およびD*+ → D*0π+の崩壊モードの生成率を比較することで行った。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 x > 0.5の領域において、√s = 10.52 GeVにおけるe+e−対消滅反応でD*+およびD*0生成の微分断面積はどのように測定されるか？
• RQ2 D*+のベクトル崩壊モードの生成率は、ベクトル＋擬スカラー崩壊モードと比べてどの程度か？
• RQ3 高x領域において、charmクォークがD*+メソンにフラグメンテーションする割合は、他のcharm含有状態と比べてどの程度か？
• RQ4 測定された断面積および崩壊比は、charmクォークフラグメンテーションの理論的モデルとどの程度一致するか？

主な発見

• x > 0.5の領域におけるD*+生成断面積は測定され、理論的予想と整合的であると報告された。
• D*0生成断面積も同様に測定され、QCDに基づくフラグメンテーションモデルと一致した。
• D*+のベクトル崩壊とベクトル＋擬スカラー崩壊モードの比は0.45 ± 0.05と特定され、ベクトル崩壊チャネルの寄与が顕著であることが示された。
• 結果は、予想されるフラグメンテーション行動から顕著なずれを示さず、現在のcharmクォークフラグメンテーションモデルを支持した。
• 測定された断面積は、以前の測定と整合的であったが、より大きなデータサンプルのおかげで精度が向上した。
• 本研究は、将来のBメソン崩壊や他のcharm生成過程との比較のためのベンチマークを提供した。