[논문 리뷰] Exclusive B decays to charmonium final states

B. Aubert, A. Boucham외 566명|arXiv (Cornell University)|2000. 07. 27.

Particle physics theoretical and experimental studies인용 수 3

한 줄 요약

이 연구는 PEP-II의 BABAR 검출기에서 확보한 데이터를 바탕으로, J/psi, psi(2S), 및 chi_C1와 같은 채르모늄 최종 상태로의 독립적인 B 메손 붕괴에 대한 初기 결과를 제시한다. 주요 성과로는 측정된 분해율, B0 → J/psi K* 붕괴의 붕괴 진폭, 그리고 B0 및 B+ 메손의 업데이트된 질량 측정치가 있으며, 이는 채르모늄 생성 및 B 메손 붕괴 역학에 대한 이해를 향상시킨다.

ABSTRACT

We report on exclusive decays of B mesons into final states containing charmonium using data collected with the BABAR detector at the PEP-II storage rings. The charmonium states considered here are J/psi, psi(2S), and chi_C1. Branching fractions for several exclusive final states, a measurement of the decay amplitudes for the B0 --> J/psi K* decay, and measurements of the B0 and B+ masses are presented. All of the results we present here are preliminary.

연구 동기 및 목표

• J/psi, psi(2S), 및 chi_C1를 포함한 채르모늄 최종 상태로의 독립적인 B 메손 붕괴의 분해율 측정
• B0 → J/psi K* 붕괴 모드의 붕괴 진폭을 결정하여 B 메손 붕괴의 역학에 대한 통찰 제공
• 독립적인 붕괴 채널을 사용하여 B0 및 B+ 메손의 질량을 고정밀도로 측정
• B 붕괴에서의 채르모늄 생성 메커니즘에 대한 이해 향상
• 미래 이론 모델 및 격자 QCD 계산과의 비교를 위한 보다 높은 통계량의 초보적 측정 제공

제안 방법

• PEP-II의 비대칭 에너지 e+e− 저장 고리에서 BABAR 검출기가 확보한 데이터를 사용하여 독립적인 B 메손 붕괴를 연구하였다.
• J/psi, psi(2S), 및 chi_C1를 포함한 최종 상태는 입자 식별 및 불변 질량 복원 기법을 사용하여 재구성하였다.
• 신호 수확량을 분해율이 알려진 정규화 모드와 비교하여 분해율을 추출하였다.
• 강한 상호작용 및 약한 위상 기여를 추출하기 위해 B0 → J/psi K* 붕괴의 진폭 분석을 각도 분포를 사용하여 수행하였다.
• 붕괴 제품의 재구성된 불변 질량 분포에 대한 피팅을 통해 B0 및 B+ 메손의 질량을 결정하였다.
• 모든 분석은 배경 모델링 및 효율 보정을 세밀하게 포함한 전체 사건 재구성 접근 방식을 사용하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 J/psi, psi(2S), 및 chi_C1 최종 상태로의 독립적인 B 메손 붕괴에 대한 분해율은 무엇인가?
• RQ2 B0 → J/psi K* 붕괴 모드에서의 붕괴 진폭 및 각도 파rameter는 무엇인가?
• RQ3 독립적인 붕괴 채널을 사용하여 B0 및 B+ 메손의 질량을 얼마나 정밀하게 측정할 수 있는가?
• RQ4 관측된 붕괴율은 B 붕괴에서의 채르모늄 생성에 대한 이론적 예측과 어떻게 비교되는가?
• RQ5 관측된 최종 상태에서 중간 상태 공진 상태의 역할은 무엇인가?

주요 결과

• J/psi, psi(2S), 및 chi_C1를 포함한 여러 독립적인 최종 상태에 대해 초보적 분해율이 측정되었다.
• B0 → J/psi K* 붕괴의 진폭 파rameter가 추출되어 약한 위상 및 강한 위상 기여에 대한 제약 조건을 제공하였다.
• 독립적인 붕괴 모드를 사용하여 B0 및 B+ 메손의 질량을 향상된 정밀도로 측정하였다.
• 측정 오차 범위 내에서 이전 측정치와 일관성이 있음을 보여, 분석 프레임워크의 타당성을 뒷받침하였다.
• 이 연구는 향후 이론적 및 현상학적 분석을 위한 종합적인 초보적 데이터 세트를 제공하였다.
• 이 데이터 세트는 채르모늄 생성 및 B 메손 붕괴의 QCD 기반 모델 검증에 있어 귀중한 자원을 제공한다.