[논문 리뷰] Measurements of the absolute branching fractions for D ->(K)over-bar-pi e(+)nu(e), D ->(K)over-bar*e+nu(e) and determination of Gamma(D+->(K)over-bar*(0)e+nu(e))/Gamma(D+->(K)over-bar(0)e+nu(e))

Bes Callaboration|arXiv (Cornell University)|2006. 05. 01.

Particle physics theoretical and experimental studies인용 수 5

한 줄 요약

이 연구는 BES-II 검출기로 3.773 GeV에서 수집한 33 pb⁻¹의 데이터를 사용하여 D 메손의 절대 분열 분율을 측정한다. 반응은 D+ → K̄⁻π⁺e⁺νₑ, D⁰ → K̄⁰π⁻e⁺νₑ, D+ → K̄*⁰e⁺νₑ, D⁰ → K̄*⁻e⁺νₑ이다. 주요 결과는 D+ → K̄*⁰e⁺νₑ와 D+ → K̄⁰e⁺νₑ의 벡터 및 펄스터 타입 분열률 비율을 정밀하게 측정한 것으로, Γ(D+ → K̄*⁰e⁺νₑ)/Γ(D+ → K̄⁰e⁺νₑ) = 0.57 ± 0.17 ± 0.02이다.

ABSTRACT

Using the data of about 33 pb(-1) collected at and around 3.773 GeV with the BES-II detector at the BEPC collider, we have studied the exclusive semileptonic decays D+ -> K-pi(+)e(+)nu(e), D-0 -> (K) over bar (0)pi(-)e(+)nu(e), D+ -> (K) over bar (*0)e(+)nu(e) and D-0 -> K(*-)e(+)nu(e). The absolute branching fractions for the decays are measured to be BF(D+ -> K-pi(+)e(+)v(e)) = (3.50 +/- 0.75 +/- 0.27)%, BF(D-0 -> (K) over bar (0)pi(-)e(+)v(e)) = (2.61 +/- 1.04 +/- 0.28)%, BF(D+ -> (K) over bar (*0)pi(+)e(+)nu(e)) = (5.06 +/- 1.21 +/- 0.40)% and BF(D-0 -> (K) over bar (0)pi(-)e(+)nu(e)) = (2.87 +/- 1.48 +/- 0.39)%. The ratio of the vector to pseudoscalar semileptonic decay rates Gamma(D+ -> (K) over bar (*0)e+nu(e))/Gamma(D+ -> (K) over bar (0)e+nu(e)) is determined to be 0.57 +/- 0.17 +/- 0.02.

연구 동기 및 목표

• K̄π 및 K̄* 최종 상태로의 독립적인 반레프톤 D+ 및 D⁰ 붕괴의 절대 분열 분율을 측정하기 위해.
• D+ 붕괴에서 벡터( K̄*⁰)와 펄스터 타입( K̄⁰) 최종 상태의 붕괴률 비율을 결정하기 위해.
• 표준 모형 검증과 CKM 행렬 원소 추출에 관련된 반레프톤 D 메손 붕괴 매개변수의 정밀도를 향상시키기 위해.
• 초현실론 메손 붕괴 이론 모델에 대한 업데이트된 실험적 입력을 제공하기 위해.

제안 방법

• BEPC 콘다이저에서 √s ≈ 3.773 GeV의 중심 질량 에너지에서 BES-II 검출기를 사용하여 데이터를 수집하였다.
• 최종 상태 입자인 K̄, π, e⁺ 및 νₑ는 부족한 에너지와 운동량을 통해 식별되었다.
• 신호 순도를 향상시키기 위해 운동역학적 피팅을 적용하였다.
• 신호 수확량, 검출 효율성 및 분열 분율 정규화를 사용하여 분열 분율을 추출하였다.
• 선택 기준 및 모델링 가정을 변화시켜 시스템적 불확실성을 평가하였다.
• D+ 붕괴에서 K̄*⁰ 및 K̄⁰ 최종 상태의 상대 수확량에서 붕괴률 비율을 결정하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 D+ → K̄⁻π⁺e⁺νₑ 붕괴의 절대 분열 분율은 얼마인가요?
• RQ2 D⁰ → K̄⁰π⁻e⁺νₑ 붕괴의 절대 분열 분율은 얼마인가요?
• RQ3 D+ → K̄*⁰e⁺νₑ 붕괴의 절대 분열 분율은 얼마인가요?
• RQ4 D⁰ → K̄*⁻e⁺νₑ 붕괴의 절대 분열 분율은 얼마인가요?
• RQ5 D+ → K̄*⁰e⁺νₑ 및 D+ → K̄⁰e⁺νₑ 붕괴에서 벡터 대 펄스터 타입 붕괴률 비율은 얼마인가요?

주요 결과

• D+ → K̄⁻π⁺e⁺νₑ의 절대 분열 분율은 (3.50 ± 0.75 ± 0.27)%로 측정되었다.
• D⁰ → K̄⁰π⁻e⁺νₑ의 절대 분열 분율은 (2.61 ± 1.04 ± 0.28)%로 측정되었다.
• D+ → K̄*⁰e⁺νₑ의 절대 분열 분율은 (5.06 ± 1.21 ± 0.40)%로 측정되었다.
• D⁰ → K̄*⁻e⁺νₑ의 절대 분열 분율은 (2.87 ± 1.48 ± 0.39)%로 측정되었다.
• Γ(D+ → K̄*⁰e⁺νₑ)/Γ(D+ → K̄⁰e⁺νₑ) 붕괴률 비율은 0.57 ± 0.17 ± 0.02로 결정되었다.