[논문 리뷰] Dalitz Plot Analysis of D0 Hadronic Decays D0 -> K0K-pi+, D0 -> K0barK+pi- and D0 -> K0barK+K-

B. Aubert|arXiv (Cornell University)|2002. 07. 27.

Quantum Chromodynamics and Particle Interactions인용 수 4

한 줄 요약

이 연구는 PEP-II의 BABAR 검출기에서 확보한 22 fb⁻¹ 데이터를 사용하여 D⁰ 하드론 붕괴의 달리츠 플롯 분석을 수행한다. K⁰K⁻π⁺, K̄⁰K⁺π⁻, 그리고 K̄⁰K⁺K⁻ 최종 상태에서의 예비 분해율과 상세한 공명 및 비공명 기여 사항(분율 및 위상 포함)을 보고한다. 이는 Y(4S) 공명 부근의 e⁺e⁻ 연속체 상호작용에서 유래한다.

ABSTRACT

A Dalitz plot analysis of the D0 hadronic decays D0 -> K0 K- pi+, D0 -> K0bar K+ pi- and D0 -> K0bar K+ K- is presented. This analysis is based on a data sample of 22 fb-1 collected with the BABAR detector at the PEP-II asymmetric-energy B Factory at SLAC running on or near the Y(4S) resonance. The events are selected from continuum e+ e- annihilations using the decay D*+ -> D0 pi+. Preliminary measurements of the branching fractions of the above hadronic decays are obtained. Preliminary estimates of fractions and phases for resonant and nonresonant contributions to the Dalitz plot are also presented.

연구 동기 및 목표

• D⁰ 하드론 붕괴의 세 가지 최종 상태인 K⁰K⁻π⁺, K̄⁰K⁺π⁻, 그리고 K̄⁰K⁺K⁻에 대한 세밀한 닐리츠 플롯 분석을 수행하기 위해.
• e⁺e⁻ 상호작용에서 확보한 대량 데이터 샘플을 사용하여 이러한 하드론적 D⁰ 붕괴의 분해율을 측정하기 위해.
• 닐리츠 플롯 분포에서 공명 및 비공명 진폭의 상대 기여를 규명하기 위해.
• 붕괴 역학에서 중간 공명 상태와 비공명 성분의 분율 및 상대 위상을 추출하기 위해.
• D⁰ 붕괴 메커니즘의 이해를 향상시키고 쿠르트 메손 붕괴 이론 모델을 시험하기 위해.

제안 방법

• SLAC의 BABAR 검출기를 사용하여 Y(4S) 공명 부근에서 e⁺e⁻ 연속체 상호작용로부터 데이터를 확보하였다.
• D⁰ 붕괴는 D*+ → D⁰π+ 태그를 통해 재구성되었으며, D⁰ 후보는 붕괴 계열을 통해 선별되었다.
• 닐리츠 플롯 운동학을 사용하여 D⁰ 붕괴에서의 이중 입자 최종 상태 상호작용을 분석하였다.
• 공명 및 비공명 기여 사항을 추출하기 위해 진폭을 닐리츠 플롯 분포에 피팅하였다.
• 닐리츠 플롯에서 D⁰ 붕괴 총 수확량에서 예비 분해율을 추출하였다.
• 공명 및 비공명 성분의 분율과 상대 위상을 진폭 피팅에서 추정하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 D⁰ → K⁰K⁻π⁺, D⁰ → K̄⁰K⁺π⁻, 그리고 D⁰ → K̄⁰K⁺K⁻ 붕괴의 분해율은 무엇인가요?
• RQ2 이 D⁰ 붕괴의 닐리츠 플롯 분포에서 지배적인 공명 상태는 무엇인가요?
• RQ3 총 붕괴 진폭에서 비공명 진폭의 상대 기여는 얼마인가요?
• RQ4 닐리츠 플롯에서 공명 및 비공명 성분 간의 상대 위상은 무엇인가요?
• RQ5 닐리츠 플롯 분포는 D⁰ 하드론 붕괴의 역학을 어떻게 반영합니까?

주요 결과

• 22 fb⁻¹의 데이터를 사용하여 세 가지 D⁰ 하드론 붕괴 모드의 예비 분해율을 측정하였다.
• K⁰K⁻π⁺ 및 K̄⁰K⁺π⁻ 최종 상태에서 K*(892)⁰ 및 K*(892)⁻의 공명 기여가 지배적임을 발견하였다.
• K̄⁰K⁺K⁻ 붕괴 모드에서 비공명 기여가 뚜렷하게 크며, 상당한 비공명 역학이 존재함을 시사한다.
• 공명 및 비공명 진폭 간의 상대 위상을 추출하였고, 진폭 분석의 예상과 일치하는 것으로 나타났다.
• 닐리츠 플롯 분포는 알려진 쿠르트 및 스트랭전 공명 상태에 해당하는 명확한 구조를 보였다.
• 주요 진폭에 대한 세밀한 분율 및 위상 정보를 제공하며, 붕괴 역학에 대한 종합적인 그림을 제시한다.