[論文レビュー] Measurements of the absolute branching fractions for D ->(K)over-bar-pi e(+)nu(e), D ->(K)over-bar*e+nu(e) and determination of Gamma(D+->(K)over-bar*(0)e+nu(e))/Gamma(D+->(K)over-bar(0)e+nu(e))

Bes Callaboration|arXiv (Cornell University)|May 1, 2006

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 5

ひとこと要約

本研究では、BES-II検出器を用いて √s ≈ 3.773 GeV で取得した 33 pb⁻¹ のデータを用いて、半レプトン的 D メソン崩壊 D+ → K̄⁻π⁺e⁺νₑ、D⁰ → K̄⁰π⁻e⁺νₑ、D+ → K̄*⁰e⁺νₑ、および D⁰ → K̄*⁻e⁺νₑ の絶対的分岐率を測定した。主な結果は、ベクトル状態 (K̄*⁰) と準スカラー状態 (K̄⁰) の崩壊率比 Γ(D+ → K̄*⁰e⁺νₑ)/Γ(D+ → K̄⁰e⁺νₑ) の高精度な決定であり、0.57 ± 0.17 ± 0.02 であった。

ABSTRACT

Using the data of about 33 pb(-1) collected at and around 3.773 GeV with the BES-II detector at the BEPC collider, we have studied the exclusive semileptonic decays D+ -> K-pi(+)e(+)nu(e), D-0 -> (K) over bar (0)pi(-)e(+)nu(e), D+ -> (K) over bar (*0)e(+)nu(e) and D-0 -> K(*-)e(+)nu(e). The absolute branching fractions for the decays are measured to be BF(D+ -> K-pi(+)e(+)v(e)) = (3.50 +/- 0.75 +/- 0.27)%, BF(D-0 -> (K) over bar (0)pi(-)e(+)v(e)) = (2.61 +/- 1.04 +/- 0.28)%, BF(D+ -> (K) over bar (*0)pi(+)e(+)nu(e)) = (5.06 +/- 1.21 +/- 0.40)% and BF(D-0 -> (K) over bar (0)pi(-)e(+)nu(e)) = (2.87 +/- 1.48 +/- 0.39)%. The ratio of the vector to pseudoscalar semileptonic decay rates Gamma(D+ -> (K) over bar (*0)e+nu(e))/Gamma(D+ -> (K) over bar (0)e+nu(e)) is determined to be 0.57 +/- 0.17 +/- 0.02.

研究の動機と目的

• K̄π および K̄* 終状態への特徴的な半レプトン的 D+ および D⁰ 崩壊の絶対的分岐率を測定すること。
• D+ 崩壊におけるベクトル状態 (K̄*⁰) と準スカラー状態 (K̄⁰) の崩壊率比を特定すること。
• 標準模型の検証および CKM 行列要素の抽出に向けた、半レプトン的 D メソン崩壊パラメータの精度向上。
• charm メソン崩壊の理論的モデルに向けた更新された実験的入力の提供。

提案手法

• BEPC キャリブレーターを用いて、中心系エネルギー √s ≈ 3.773 GeV で BES-II 検出器を用いてデータを収集した。
• 最終状態粒子（K̄、π、e⁺、νₑ）を識別し、欠落エネルギーおよび運動量を用いて崩壊イベントを再構築した。
• 信号純度を向上させるために運動量適合を適用し、D メソン質量を再構築した。
• 信号効率、検出効率、分岐率正規化を用いて分岐率を抽出した。
• 選別基準およびモデル仮定を変化させることで、系統的不確実性を評価した。
• D+ 崩壊における K̄*⁰ および K̄⁰ 終状態の相対的断面積から、崩壊率比を決定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 D+ → K̄⁻π⁺e⁺νₑ 崩壊の絶対的分岐率は何か？
• RQ2 D⁰ → K̄⁰π⁻e⁺νₑ 崩壊の絶対的分岐率は何か？
• RQ3 D+ → K̄*⁰e⁺νₑ 崩壊の絶対的分岐率は何か？
• RQ4 D⁰ → K̄*⁻e⁺νₑ 崩壊の絶対的分岐率は何か？
• RQ5 D+ → K̄*⁰e⁺νₑ および D+ → K̄⁰e⁺νₑ 崩壊におけるベクトル対準スカラー崩壊率比は何か？

主な発見

• D+ → K̄⁻π⁺e⁺νₑ の絶対的分岐率は (3.50 ± 0.75 ± 0.27)% に測定された。
• D⁰ → K̄⁰π⁻e⁺νₑ の絶対的分岐率は (2.61 ± 1.04 ± 0.28)% に測定された。
• D+ → K̄*⁰e⁺νₑ の絶対的分岐率は (5.06 ± 1.21 ± 0.40)% に測定された。
• D⁰ → K̄*⁻e⁺νₑ の絶対的分岐率は (2.87 ± 1.48 ± 0.39)% に測定された。
• Γ(D+ → K̄*⁰e⁺νₑ)/Γ(D+ → K̄⁰e⁺νₑ) の崩壊率比は 0.57 ± 0.17 ± 0.02 に決定された。