[論文レビュー] Observation of a new DsJ meson in B+ -> D0-bar D0 K+ decays

K. Abe|arXiv (Cornell University)|Aug 10, 2006

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 16

ひとこと要約

本論文は、Belle検出器を用いてUpsilon(4S)共鳴状態で収集された44900万件のBB̄イベントを用い、B+ → D̄0 DsJ → D̄0 D0 K+ 衰えで、新しいcharm- strange メソン DsJ(2715) の観測を報告している。この状態の質量は2715 ± 11(stat) +11-14(syst) MeV/c²、幅は115 ± 20(stat) +36-32(syst) MeV/c²、量子数 J^P = 1⁻ であり、新しい励起状態のDsメソン状態の存在を裏付ける証拠を提供している。

ABSTRACT

We report the observation of a new DsJ meson produced in B+ -> D0-bar DsJ -> D0-bar D0 K+. This state has a mass of M = 2715 +-11(stat) +11-14(syst) MeV/c^2, a width Gamma = 115 +-20(stat) +36-32(syst) MeV/c^2 and a spin-parity 1-. The results are based on an analysis of 449 million BB-bar events collected at the Upsilon(4S) resonance in the Belle detector at the KEKB asymmetric energy e+e- collider.

研究の動機と目的

• B+ 衰えを用いたcharm-strange メソン領域における新しい励起状態の同定を目的とする。
• D̄0 D0 K+ 終状態における DsJ メソンの性質を研究することを目的とする。
• 新しい DsJ 共鳴状態の質量、幅、および量子数を測定することを目的とする。
• ハイドロゲンハイドロニウムおよびハイドロメソンスペクトル学への理解に貢献することを目的とする。

提案手法

• KEKBにおけるUpsilon(4S)共鳴状態で収集された44900万件のBB̄イベントをBelle検出器を用いて解析した。
• D̄0 → K- π+ および D0 → K+ π- 衰えチェーンの特定により、B+ → D̄0 DsJ → D̄0 D0 K+ 衰えを再構築した。
• D̄0 D0 K+ システムのインヴァリアント質量再構築を実施し、共鳴構造を同定した。
• 振幅解析を用いて、新しい共鳴状態の量子数 J^P = 1⁻ を抽出した。
• 統計的および系統的誤差推定を適用し、質量および幅を高精度で決定した。
• バックグラウンド差し引きおよびシグナルモデル化を実施し、DsJ(2715)ピークを分離した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 B+ → D̄0 DsJ → D̄0 D0 K+ 衰えで生成される新しい共鳴状態は何か？
• RQ2 新たに観測された DsJ 状態の質量および幅は何か？
• RQ3 新しい DsJ メソンの量子数 (J^P) は何か？
• RQ4 新たに観測された DsJ(2715) 状態は、charm-strange メソンに対する理論的予測とどのように一致するか？
• RQ5 重いメソンスペクトル学の文脈において、観測された共鳴状態の意義は何か？

主な発見

• 質量2715 ± 11(stat) +11-14(syst) MeV/c² の新しい DsJ メソンが観測された。
• 新規状態の幅は115 ± 20(stat) +36-32(syst) MeV/c² として測定された。
• 共鳴状態の量子数は J^P = 1⁻ に決定された。
• シグナルの有意性は観測を確立するに十分であり、D̄0 D0 K+ インヴァリアント質量スペクトルに明確なピークが観測された。
• 質量および幅は、励起された Ds 状態における charm-strange メソン共鳴状態と整合的である。
• この観測は、重い-軽いメソンスペクトル学に関する増加する実験的データに貢献している。