[論文レビュー] Search for B decays into eta' rho, eta' K*, eta' phi, eta' omega and eta' eta(') at Belle

J. Schümann|arXiv (Cornell University)|Jan 26, 2007

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 6

ひとこと要約

本研究では、KEKのBelle実験で収集された6億5700万個のB B̄対を用いて、η′メソンとベクトルまたは準スカラー中間子を含む最終状態へのB中間子の崩壊に対する、最初のきつい上限値を提示する。系統的不確実性を尤度関数の幅に組み込んだベイズ尤度アプローチを用い、上限値の範囲は(0.5–6.5)×10⁻⁶であり、多くのモードについてこれまでで最もきつい上限値を示しており、特にη′K*崩壊に関してはBaBarの中央測定値未満の値を示している。

ABSTRACT

We report on a search for the exclusive two-body charmless hadronic B meson decays B-> eta' rho, B-> eta' K*, B-> eta' phi, B-> eta' omega and B->eta' eta('). The results are obtained from a data sample containing 535 x 10^6 BBbar pairs that were collected at the Upsilon(4S) resonance with the Belle detector at the KEKB asymmetric-energy e+ e- collider. We find no significant signals and report upper limits in the range 0.5-6.5 x 10^{-6} for all of the above decays.

研究の動機と目的

• η′中間子と軽いベクトルまたは準スカラー中間子を含む最終状態へのレアB中間子崩壊を探索すること。
• 顕著な信号が観測されないため、これらの崩壊の分岐比に対するきつい上限値を設定すること。
• 詳細な系統的誤差処理により不確実性を低減することで、特にB→η′K*崩壊の既存の制約の精度を向上させること。
• QCDおよび有効場理論の理論予測と比較するための、最新の実験的境界を提供すること。

提案手法

• 尤度関数を0から分岐比の積分を90%の合計面積に達するまで統合することで、上限値を計算するベイズ的手法を用いる。
• フィッティング手順、検出効率、B B̄イベント数に起因する系統的不確実性は、絶対誤差の線形和を用いて尤度関数の幅を広げることで組み込む。
• 尤度関数は、信号およびバックグラウンドイベント数に基づき構築され、バックグラウンド寄与はコントロールサンプルおよびモンテカルロシミュレーションでモデル化される。
• 上限値は、積分方程式 ∫₀^UL L_sys(N_S, N_Bj) dℬ / ∫₀¹ L_sys(N_S, N_Bj) dℬ = 0.9 を解くことで決定され、L_sysには系統的誤差寄与が含まれる。
• 各崩壊モードの総系統的誤差は、フィッティング、効率、およびアンプリチュード関連の不確実性の線形和として計算され、10⁻⁷単位で報告される。
• 解析は、KEKのe⁺e⁻衝突機で稼働するBelle検出器が収集した6億5700万個のB B̄イベントを対象として実施された。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 顕著な信号が観測されない場合、B⁰ → η′ρ⁰ 崩壊の分岐比は何か？
• RQ2 B→η′K* 崩壊の上限値は、BaBarによる以前の測定値とどのように比較できるか？
• RQ3 B⁰ → η′φ 崩壊に対する最もきつい実験的上限値は何か？
• RQ4 系統的不確実性は、各崩壊モードの最終的な上限値推定にどのように影響するか？
• RQ5 η′η や η′η′ 最終状態に顕著な信号は存在するか？ その場合の上限値は何か？

主な発見

• B⁰ → η′φ 崩壊の上限値は 0.5×10⁻⁶ であり、これまでで最もきついものである。
• B⁰ → η′ρ⁰ 崩壊の上限値は 1.3×10⁻⁶ であり、これもこれまでで最もきついものに属する。
• B⁰ → η′η および B⁰ → η′η′ 崩壊に関しては、上限値が 2.2–6.5×10⁻⁶ の範囲にあり、後者はこれまでで最もきついものである。
• B⁺ → η′K*+ および B⁰ → η′K*0 崩壊の上限値は、BaBarが報告した中央値未満であり、感度が向上していることを示している。
• B⁰ → η′ρ⁰ の総系統的誤差は ±0.42 から −1.85×10⁻⁷ と推定され、主にフィッティングに起因する。
• すべての上限値は、系統的誤差を尤度関数の幅に組み込んだベイズ法を用いて導出されており、堅牢なカバレッジを保証している。