[論文レビュー] b --> s gamma using a Sum of Exclusive Modes

B. Aubert|arXiv (Cornell University)|Jul 24, 2002

Particle physics theoretical and experimental studies被引用数 16

ひとこと要約

本研究では、20.7 fb⁻¹のBaBarデータを用いて、12個の排他的最終状態の和としてB → sγの包含的崩壊を測定し、バックグラウンドおよびクロスフィード補正を施している。光子エネルギースペクトルの1次モーメントを決定し、Λ̄ = 0.37 ± 0.09 (統計) ± 0.07 (系誤差) ± 0.10 (モデル) GeV/c²を算出し、包含的分岐比B(B → sγ) = (4.3 ± 0.5 ± 0.8 ± 1.3) × 10⁻⁴を測定した。HQETパラメータλ₁についても制約を与えている。

ABSTRACT

This paper describes preliminary results on the inclusive process b --> s gamma obtained from 20.7 fb^-1 of data recorded with the BaBar detector during 1999-2000. Signal event yields are found from a combination of twelve exclusive decay channels after subtracting continuum and BBbar backgrounds. Cross-feed from incorrectly reconstructed b --> s gamma events is also removed. Branching fractions in bins of hadronic mass are calculated using corrected Monte Carlo signal efficiencies; this is equivalent to measuring the gamma energy spectrum. We measure the first moment of the gamma energy spectrum constraining the HQET parameter LambdaBar = (0.37 +/- 0.09 (stat) +/- 0.07 (syst) +/- 0.10 (model)) GeV/c^2. A fit to the hadronic mass spectrum gives B(b --> s gamma) = (4.3 +/- 0.5 (stat) +/- 0.8 (syst) +/- 1.3 (model))x 10^-4 for the inclusive branching fraction. We also constrain the HQET parameter lambda_1.

研究の動機と目的

• 信号純度の向上とバックグラウンド抑制を目的として、排他的最終状態の和を用いた包含的B → sγ崩壊率の測定。
• HQETパラメータΛ̄を制約するため、光子エネルギースペクトルの1次モーメントを決定する。
• 複数の排他的崩壊チャネルを組み合わせることでモデル依存性を低減し、包含的分岐比B(B → sγ)を抽出する。
• ハードオン質量スペクトルへのフィットを通じて、HQETパラメータλ₁を制約する。
• 誤って再構成されたb → sγ事象に起因するクロスフィードを補正し、連続的成分およびBB̄バックグラウンド寄与を差し引く。

提案手法

• 1999–2000年に収集した20.7 fb⁻¹のBaBarデータを用いて、12個の排他的B → sγ崩壊モードを再構成する。
• サイドバンド技術およびイベント形状変数を用いて、連続的成分およびBB̄イベントのバックグラウンドを差し引く。
• モンテカルロシミュレーションを用いて誤って再構成された信号事象をモデル化し、クロスフィードを補正する。
• モンテカルロシミュレーションを用いて、ハードオン質量チャンクごとの補正済み信号効率を計算し、光子エネルギースペクトルを再構成する。
• ハードオン質量スペクトルへのフィットを実施し、包含的分岐比およびHQETパrameterを抽出する。
• 実験的およびモデル的要因に起因する系誤差を含めた、光子エネルギースペクトルの1次モーメントを用いてΛ̄を制約する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 排他的崩壊チャネルの和を用いて測定した場合の包含的分岐比B(B → sγ)は何か？
• RQ2 光子エネルギースペクトルの1次モーメントから抽出されたHQETパラメータΛ̄の値は何か？
• RQ3 モデル依存性の不確実性は、B(B → sγ)およびΛ̄の決定にどのように影響するか？
• RQ4 誤って再構成された事象に起因するクロスフィードは、信号yieldおよびスペクトル形状にどの程度影響を与えるか？
• RQ5 ハードオン質量スペクトルへのフィットから、HQETパラメータλ₁にどのような制約を課すことができるか？

主な発見

• 光子エネルギースペクトルの1次モーメントから、Λ̄ = 0.37 ± 0.09 (統計) ± 0.07 (系誤差) ± 0.10 (モデル) GeV/c²が得られた。
• 包含的分岐比はB(B → sγ) = (4.3 ± 0.5 (統計) ± 0.8 (系誤差) ± 1.3 (モデル)) × 10⁻⁴として測定された。
• 補正済みモンテカルロ信号効率を用いて、誤って再構成されたb → sγ事象に起因するクロスフィードを補正した。
• ハードオン質量スペクトルへのフィットにより、HQETパラメータλ₁の制約が得られたが、正確な値は要約には記載されていない。
• モデル化に起因する系誤差が顕著であり、Λ̄に対する不確実性は±0.10 GeV/c²であった。
• バックグラウンド制御の向上を伴う、排他的モードの和を用いた包含的B → sγ測定の実現可能性が示された。