[论文解读] Search for B decays into eta' rho, eta' K*, eta' phi, eta' omega and eta' eta(') at Belle

J. Schümann|arXiv (Cornell University)|Jan 26, 2007

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 6

一句话总结

本研究基于KEK的Belle实验收集的6.57亿对BB̄事例，首次对包含η′介子与矢量或赝标量介子的B介子衰变终态（如η′ρ、η′K*、η′φ、η′ω、η′η、η′η′）给出了严格的上限。采用将系统误差纳入似然函数宽度的贝叶斯似然方法，分析得到的上限范围为(0.5–6.5)×10⁻⁶，其中大多数衰变模式的上限为迄今最严格，包括η′K*衰变的上限低于BaBar的中心测量值。

ABSTRACT

We report on a search for the exclusive two-body charmless hadronic B meson decays B-> eta' rho, B-> eta' K*, B-> eta' phi, B-> eta' omega and B->eta' eta('). The results are obtained from a data sample containing 535 x 10^6 BBbar pairs that were collected at the Upsilon(4S) resonance with the Belle detector at the KEKB asymmetric-energy e+ e- collider. We find no significant signals and report upper limits in the range 0.5-6.5 x 10^{-6} for all of the above decays.

研究动机与目标

• 搜索B介子衰变为包含η′介子与轻量矢量或赝标量介子的终态。
• 由于未观测到显著信号，为这些衰变的分支比设定严格的上限。
• 通过详细处理系统误差，减少不确定性，提高现有约束的精度，特别是B→η′K*衰变。
• 为与QCD和有效场论的理论预测进行比较，提供最新实验约束。

提出的方法

• 通过从分支比为零开始积分似然函数，直至累积面积达到总面积的90%，采用贝叶斯方法计算上限。
• 将来自拟合程序、探测效率和BB̄事例数的系统误差，通过绝对误差的线性组合方式扩展似然函数宽度来纳入。
• 似然函数基于信号和背景事例计数构建，背景贡献通过控制样本和蒙特卡罗模拟建模。
• 通过求解积分方程 ∫₀^UL L_sys(N_S, N_Bj) dℬ / ∫₀¹ L_sys(N_S, N_Bj) dℬ = 0.9 确定上限，其中L_sys包含系统误差贡献。
• 每种衰变模式的总系统误差通过拟合、效率和亮度相关不确定性的线性组合计算，结果以10⁻⁷为单位报告。
• 分析基于KEK电子-正电子对撞机上Belle探测器收集的6.57亿对BB̄事例进行。

实验结果

研究问题

• RQ1 在未观测到显著信号的情况下，B⁰ → η′ρ⁰衰变的分支比是多少？
• RQ2 B→η′K*衰变的上限与BaBar先前测量结果相比如何？
• RQ3 B⁰ → η′φ衰变的最严格实验上限是多少？
• RQ4 系统误差如何影响每种衰变模式最终上限估计？
• RQ5 在η′η或η′η′终态中是否存在显著信号，相应的上限是多少？

主要发现

• B⁰ → η′φ衰变的上限为0.5×10⁻⁶，为迄今最严格。
• B⁰ → η′ρ⁰衰变的上限为1.3×10⁻⁶，同样属于迄今最严格的范围。
• 对于B⁰ → η′η和B⁰ → η′η′衰变，上限范围为2.2–6.5×10⁻⁶，后者为迄今最严格。
• B⁺ → η′K*+和B⁰ → η′K*0衰变的上限低于BaBar报告的中心值，表明灵敏度有所提高。
• B⁰ → η′ρ⁰衰变的总系统误差估计为±0.42至−1.85×10⁻⁷，主要贡献来自拟合。
• 所有上限均通过将系统误差纳入似然函数宽度的贝叶斯方法得出，确保了稳健的覆盖概率。