[論文レビュー] Searches for CP Violation and \pi\pi S-Wave in the Dalitz-Plot of D0 --> \pi+\pi-\pi0

D. Cronin-Hennessy|arXiv (Cornell University)|Mar 30, 2005

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 1

ひとこと要約

本研究では、CLEO II.Vで得られたe⁺e⁻衝突からのD⁰ → π⁺π⁻π⁰崩壊のダリーツプロット解析を用いて、K行列形式を用いたππ S波成分の寄与とCP対称性の破れを調査する。測定された統合CP非対称性は0.01⁺⁰.⁰⁹₋₀.⁰⁷ ± 0.05であり、顕著なCP対称性の破れの証拠がなく、π⁺π⁻π⁰崩壊率におけるS波成分への制限が得られた。

ABSTRACT

In e+e- collisions recorded using the CLEO II.V detector we have studied the Cabibbo suppressed decay of D0 -> pi+pi-pi0 with the initial flavor of the D0 tagged by the decay D*+ -> D0pi+. We use the Dalitz-plot analysis technique to measure the resonant substructure in this final state and observe ho\pi and non-resonant contributions by fitting for their amplitudes and relative phases. We describe the pipi S-wave with a K-matrix formalism and limit this contribution to the rate to be pi+pi-pi+ decay. Using the amplitudes and phases from this analysis, we calculate an integrated CP asymmetry of 0.01^{+0.09}_{-0.07} +/- 0.05.

研究の動機と目的

• Cabibbo抑制された崩壊D⁰ → π⁺π⁻π⁰におけるCP対称性の破れの有無を調査すること。
• K行列形式を用いて、最終状態におけるππ S波成分の寄与を特定すること。
• ダリーツプロットにおける励起状態（例：ρ⁰）および非励起状態の振幅とそれらの位相差を測定すること。
• S波振幅を介してπ⁺π⁻π⁺崩壊チャネルの断面積に制限を課すこと。

提案手法

• D⁰ → π⁺π⁻π⁰崩壊の振幅構造を再構築するためにダリーツプロット解析が適用された。
• ππ S波振幅とその力学的性質をモデル化するためにK行列形式が用いられた。
• ダリーツプロット分布へのフィットを通じて、励起状態（例：ρ⁰）および非励起状態の寄与の振幅と相対位相が抽出された。
• 再構築の純度を向上させるために、D*⁺ → D⁰π⁺の崩壊により初期のD⁰のフレーバーがタグ付けされた。
• 系統的不確実性を含めたフィットされた振幅と位相を用いてCP非対称性が計算された。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 D⁰ → π⁺π⁻π⁰崩壊チャネルにおいて、CP対称性の破れの証拠はあるか？
• RQ2 ダリーツプロットにおけるππ S波成分の大きさと位相は何か？
• RQ3 D⁰ → π⁺π⁻π⁰崩壊において、励起状態（例：ρ⁰）と非励起状態の振幅はどのように比較されるか？
• RQ4 S波振幅に基づいて、π⁺π⁻π⁺崩壊チャネルの断面積の上限は何か？

主な発見

• D⁰ → π⁺π⁻π⁰における統合CP非対称性は0.01⁺⁰.⁰⁹₋₀.⁰⁷ ± 0.05として測定され、顕著なCP対称性の破れの兆候がないことが示された。
• ππ S波成分はK行列形式を用いてモデル化され、測定された崩壊振幅構造と整合的であった。
• ダリーツプロットへのフィットにより、励起状態（例：ρ⁰）と非励起状態の寄与が、明確に定義された振幅と位相で分離された。
• 本分析により、S波振幅が小さいことと整合的である、π⁺π⁻π⁺崩壊チャネルの断面積に制限が課された。