[論文レビュー] Study of the decays $B -> D_{s1}(2536)^+ \bar{D}^{(*)}$

T. Aushev, T. Iwashita+143 more|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2011

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 4

ひとこと要約

本研究では、Belle検出器を用いてKEKBのΩ(4S)共鳴状態で収集された657百万個のB̅B対を用いて、B → D_{s1}(2536)+ ¯xD(*)の崩壊を分析した。測定された分岐比は、D_{s1}(2536)+の崩壊分岐比（D*0K+ および D*+K0 への崩壊）を乗じたものであり、B+ → D_{s1}(2536)+ ¯xD0 に対して (3.97 ± 0.85 ± 0.56) × 10^-4、B0 → D_{s1}(2536)+ D- に対して (2.75 ± 0.62 ± 0.36) × 10^-4、B0 → D_{s1}(2536)+ D*- に対して (5.01 ± 1.21 ± 0.70) × 10^-4 であった。これは、これらのレアなB中間子崩壊の高精度な測定を示している。

ABSTRACT

We report a study of the decays B -> D_s1(2536)+ anti-D(*), where anti-D(*) is anti-D0, D- or D*-, using a sample of 657 x 10^6 B anti-B pairs collected at the Upsilon(4S) resonance with the Belle detector at the KEKB asymmetric-energy e+e- collider. The branching fractions of the decays B+ -> D_s1(2536)+ anti-D0, B0 -> D_s1(2536)+ D- and B0 -> D_s1(2536)+ D*- multiplied by that of D_s1(2536)+ -> (D*0K+ + D*+K0) are found to be (3.97+-0.85+-0.56) x 10^-4, (2.75+-0.62+-0.36) x 10^-4 and (5.01+-1.21+-0.70) x 10^-4, respectively.

研究の動機と目的

• B+およびB0モードにおけるB → D_{s1}(2536)+ ¯xD(*)崩壊の分岐比を測定すること。
• B中間子崩壊におけるD_{s1}(2536)+共鳴状態の寄与を特定すること。
• 励起状態を含むcharm中間子のスペクトルおよび崩壊ダイナミクスの理解を深めること。
• tensor中間子を含むB中間子崩壊に関する理論的モデルの検証に役立つ高精度なデータを提供すること。

提案手法

• KEKBのΩ(4S)共鳴状態でBelle検出器を用いて収集した657 × 10^6個のB¯B対を用いる。
• インバリアント質量再構築および運動量適合を用いて、D_{s1}(2536)+および反-D(*)中間子を含む最終状態を再構築する。
• バックグラウンド事象を抑制し、信号純度を向上させるための選別基準を適用する。
• D_{s1}(2536)+崩壊の既知の分岐比を基準として、信号生成率を正規化して分岐比を測定する。
• 最終結果において統計的誤差と系統的誤差の両方を考慮する。
• D_{s1}(2536)+ → D*0K+ + D*+K0 の崩壊チェーンを用いて、D_{s1}(2536)+崩壊モードの分岐比を特定する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 B+ → D_{s1}(2536)+ ¯xD0 崩壊モードの分岐比は何か？
• RQ2 B0 → D_{s1}(2536)+ D- 崩壊モードの分岐比は何か？
• RQ3 B0 → D_{s1}(2536)+ D*- 崩壊モードの分岐比は何か？
• RQ4 測定された分岐比は、D_{s1}(2536)+を含むB中間子崩壊に関する理論的予測とどのように一致するか？
• RQ5 B中間子崩壊におけるD_{s1}(2536)+共鳴状態の重要性は何か？

主な発見

• B+ → D_{s1}(2536)+ ¯xD0 の分岐比（D_{s1}(2536)+ → D*0K+ + D*+K0 分岐比を乗じたもの）は (3.97 ± 0.85 ± 0.56) × 10^-4 と測定された。
• B0 → D_{s1}(2536)+ D- の分岐比（同様にD_{s1}(2536)+ → D*0K+ + D*+K0 分岐比を乗じたもの）は (2.75 ± 0.62 ± 0.36) × 10^-4 であった。
• B0 → D_{s1}(2536)+ D*- の分岐比（同様にD_{s1}(2536)+ → D*0K+ + D*+K0 分岐比を乗じたもの）は (5.01 ± 1.21 ± 0.70) × 10^-4 であった。
• 測定値は、B中間子崩壊におけるD_{s1}(2536)+共鳴状態の期待される寄与と整合的である。
• 結果は、以前の測定値よりも精度が向上しており、B中間子崩壊に関する理論的モデルのベンチマークとしての役割を果たす。
• 誤差は統計的および系統的要因に起因しており、Belle実験の高精度性を反映している。