[論文レビュー] Time-dependent CP Asymmetries in $B^0 o K^0_S ho^0\gamma$ Decays

J. Li|arXiv (Cornell University)|Jun 11, 2008

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 15被引用数 21

ひとこと要約

本論文は、KEKBにおけるBelle実験で収集された65700万個のB⁰B̄⁰ペアを用いて、B⁰ → K₀ˢρ⁰γ崩壊における時間に依存するCP非対称性の測定を初めて行った。研究では、SK₀ˢρ⁰γ = 0.11 ± 0.33 (統計)⁺⁰.⁰⁵₋₀.₀⁹ (系誤差) を報告し、これは標準模型と整合的であり、ニューサイエンスからの右巻き型カレントを制約している。

ABSTRACT

We report the first measurement of CP-violation parameters in B^0 -> K_S^0 ho^0\gamma decays based on 657 million B\bar B pairs collected with the Belle detector at the KEKB asymmetric-energy collider. We measure the time-dependent CP violating parameter S_{K_S^0 ho^0\gamma}= 0.11 +/- 0.33(stat.)^{+0.05}_{-0.09}(syst.). We also obtain the effective direct CP violating parameter A_eff=0.05 +/- 0.18(stat.) +/- 0.06(syst.) for m_{K_S\pi^+\pi^-}<1.8 GeV/c^2 and 0.6 GeV/c^2<m_{\pi^+\pi^-}<0.9 GeV/c^2.

研究の動機と目的

• レア崩壊B⁰ → K₀ˢρ⁰γにおける時間に依存するCP違反パラメータの測定。この過程は光子の偏光効果を通じてニューサイエンスに敏感である。
• 放射性B⁰崩壊における標準模型予測からのずれを調べることで、ニューサイエンスモデルにおける右巻き型カレントを制約する。
• 複数のカリオン的共鳴状態および干渉項の崩壊振幅からの寄与を解体するために、洗練されたアンプリチュード解析を開発・適用する。
• 他の崩壊モードからの寄与を考慮したK₀ˢρ⁰γ最終状態における有効CP非対称性パラメータS_effおよびA_effを決定する。

提案手法

• M_bcおよびΔEの運動量的制約を伴い、K₀ˢ → π⁺π⁻およびρ⁰ → π⁺π⁻崩壊を用いてB⁰ → K₀ˢρ⁰γ崩壊を再構築する。
• q¯qバックグラウンドを抑制するために、尤度比R = L_sig / (L_sig + L_bkg) を用い、Fisher判別式とcosθ_Bを組み合わせたイベント選別を適用する。
• K*領域におけるm_Kπおよびm_ππ分布、ρ⁰領域におけるm_Kππ分布に対して2次元フィットを実施し、K₁(1270)、K₁(1400)、K*(1680)、K*₂(1430)および干渉項の寄与をモデル化する。
• アイソスピン対称性を用いて、B⁺ → K⁺π⁻π⁺γ振幅をB⁰ → K₀ˢπ⁺π⁻γに結びつけ、|F_A|²および|F_B|²振幅を抽出する。
• 有効非対称性S_effおよびA_effを真のB⁰ → K₀ˢρ⁰γパラメータに変換するための希釈因子D = 0.83⁺⁰.¹⁹₋₀.₀³を計算する。
• 共鳴状態のモデル化、位相空間、アイソスピン破れ、質量/幅の変動に関する系統的誤差評価を実施し、四乗和で組み合わせる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 B⁰ → K₀ˢρ⁰γ崩壊における時間に依存するCP非対称性パラメータS_K₀ˢρ⁰γは何か？また、これは標準模型の予測から逸脱しているか？
• RQ2 K₁(1270)γおよびK*(1430)γなどの干渉的共鳴状態からの寄与は、測定されたCP非対称性にどのように影響するか？
• RQ3 特に右巻き型カレントを含むニューサイエンス寄与は、光子の偏光およびそれに続くCP非対称性にどの程度影響を与えるか？
• RQ4 K₀ˢρ⁰γ最終状態における有効直接CP非対称性A_effは何か？また、標準模型の期待値と比較するとどうなるか？
• RQ5 共鳴状態のモデル化およびアンプリチュードパラメータ化からの系統的誤差に対して、結果はどの程度頑健か？

主な発見

• 時間に依存するCP非対称性パラメータはS_K₀ˢρ⁰γ = 0.11 ± 0.33 (統計)⁺⁰.⁰⁵₋₀.₀⁹ (系誤差) として測定され、ゼロと整合的であり、標準模型と一致している。
• 有効直接CP非対称性は、m_Kππ < 1.8 GeV/c²および0.6 < m_ππ < 0.9 GeV/c²領域でA_eff = 0.05 ± 0.18 (統計) ± 0.06 (系誤差) として測定された。
• K*πγなどの他の崩壊モードからの寄与を考慮した希釈因子Dは、0.83⁺⁰.¹⁹₋₀.₀³として決定された。
• アンプリチュードモデルは、K*およびρ⁰領域におけるm_ππ、m_Kπ、およびm_Kππ分布をよく再現しており、データとシミュレーションの間に良好な一致が得られた。
• 系統的誤差は、主に共鳴状態のモデル化、特にK*₂(1430)πγおよびK₁(1400)γ寄与に起因しており、位相および質量パラメータの変動による追加寄与もあった。
• 本結果は、B⁰ → K₀ˢρ⁰γ崩壊モードにおけるCP非対称性測定の初回であり、ニューサイエンスモデルにおける右巻き型カレントに対する新たな制約を提供している。