[论文解读] Annihilation contributions and CP asymmetries in B{sup +}{yields}{pi}{sup +}K{sup 0}, K{sup +}K{sup 0} and B{sup 0}{yields}K{sup 0}K{sup 0}

Xiqing Hao, Xiao-Gang He+1 more|arXiv (Cornell University)|Feb 1, 2007

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 1

一句话总结

本文研究了B→πK和B→KK衰变中湮灭振幅的作用，表明测量到的分支比表明B⁺→π⁺K⁰中的CP破坏存在5%的上限，这是由于振幅关系所致；而B⁺→K⁺K⁰中的CP破坏可高达90%。结果受振幅干涉和分支比实验数据的约束。

ABSTRACT

Recently the branching ratios for B{sup +}{yields}K{sup +}K{sup 0} and B{sup 0}{yields}K{sup 0}K{sup 0} have been measured. Data indicate that the annihilation amplitudes in these decays are not zero. A nonzero annihilation amplitude plays an important role in CP violation for B{sup +}{yields}{pi}{sup +}K{sup 0}, K{sup +}K{sup 0}. Using the measured branching ratios for these decays, we show that there is an absolute bound of 5% for the size of CP asymmetry in B{sup +}{yields}{pi}{sup +}K{sup 0} from a relation between the amplitudes of these decays. The size of CP asymmetry in B{sup +}{yields}K{sup +}K{sup 0} can, however, be as large as 90%. Future experimental data will test these predictions.

研究动机与目标

• 根据最近的实验分支比测量结果，研究非零湮灭振幅在B⁺→K⁺K⁰和B⁰→K⁰K⁰衰变中的影响。
• 评估湮灭振幅如何影响B⁺→π⁺K⁰和B⁺→K⁺K⁰衰变中的CP破坏。
• 利用振幅关系和测量到的分支比，推导B⁺→π⁺K⁰中CP破坏的理论上限。
• 探索在缺乏振幅干涉约束的条件下，B⁺→K⁺K⁰中CP破坏可能达到的量级。

提出的方法

• 利用B⁺→K⁺K⁰和B⁰→K⁰K⁰的测量分支比，推断这些衰变中存在非零的湮灭振幅。
• 应用B⁺→π⁺K⁰与B⁺→K⁺K⁰衰变之间的振幅关系，推导出B⁺→π⁺K⁰中CP破坏的理论上限。
• 建立包含准素子和湮灭贡献的衰变振幅模型，重点分析影响CP破坏的干涉效应。
• 通过分析缺乏振幅抑制机制的情况，评估B⁺→K⁺K⁰中可能达到的最大CP破坏。
• 基于测量分支比约束湮灭振幅大小的假设，该大小进而影响CP破坏的预测。
• 利用B⁺→π⁺K⁰与B⁺→K⁺K⁰之间的振幅关系，推导出B⁺→π⁺K⁰中CP破坏的绝对上限为5%。

实验结果

研究问题

• RQ1 在测量到的分支比和振幅关系下，B⁺→π⁺K⁰中可能的最大CP破坏是多少？
• RQ2 B⁺→K⁺K⁰和B⁰→K⁰K⁰衰变中非零的湮灭振幅如何影响相关B→πK和B→KK模式中的CP破坏？
• RQ3 B⁺→K⁺K⁰中的CP破坏大小能否超过50%，其量级受何限制？
• RQ4 当湮灭贡献非零时，振幅结构对B⁺→π⁺K⁰中CP破坏的约束是什么？

主要发现

• B⁺→K⁺K⁰和B⁰→K⁰K⁰的测量分支比表明，这些衰变中的湮灭振幅不为零。
• 由于与B⁺→K⁺K⁰的振幅干涉关系，B⁺→π⁺K⁰中的CP破坏存在5%的绝对上限。
• B⁺→K⁺K⁰中的CP破坏可高达90%，表明其对湮灭贡献极为敏感。
• B⁺→K⁺K⁰中缺乏振幅抑制机制，使得CP破坏可达到较大值，而B⁺→π⁺K⁰中由于干涉效应，CP破坏受到限制。
• 未来实验数据对于检验预测的CP破坏上限和湮灭振幅的作用至关重要。
• B⁺→π⁺K⁰与B⁺→K⁺K⁰衰变之间的振幅关系，为前者的CP破坏提供了模型无关的约束。