[论文解读] 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 16

一句话总结

本研究利用20.7 fb⁻¹的BaBar数据，对12种分支道的总和测量了包含的B → sγ衰变，对背景和交叉馈电进行了修正。通过测量光子能量谱的一阶矩，得到Λ̄ = 0.37 ± 0.09（统计）± 0.07（系统）± 0.10（模型）GeV/c²，同时测得包含分支比B(B → sγ) = (4.3 ± 0.5 ± 0.8 ± 1.3) × 10⁻⁴，对HQET参数λ₁施加了约束。

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.

研究动机与目标

• 通过总和多个分支道测量包含的B → sγ衰变率，以提高信号纯度并抑制背景。
• 通过测量光子能量谱的一阶矩，约束HQET参数Λ̄。
• 通过结合多个分支衰变道，以减少模型依赖性，提取包含分支比B(B → sγ)。
• 通过拟合强子质量谱，约束HQET参数λ₁。
• 对误重建的b → sγ事件引起的交叉馈电进行修正，并减去连续态和BB̄背景贡献。

提出的方法

• 利用1999–2000年采集的20.7 fb⁻¹ BaBar数据，重建12种分支的B → sγ衰变模式。
• 使用边带技术与事件形状变量，对连续态和BB̄事件进行背景扣除。
• 通过蒙特卡罗模拟建模误重建信号事件，对交叉馈电进行修正。
• 利用蒙特卡罗模拟计算每个强子质量区间的修正信号效率，以重建光子能量谱。
• 对强子质量谱进行拟合，以提取包含分支比和HQET参数。
• 利用光子能量谱的一阶矩约束Λ̄，系统误差来源于实验和建模因素。

实验结果

研究问题

• RQ1 当通过多个分支道总和测量时，包含分支比B(B → sγ)的值是多少？
• RQ2 从光子能量谱一阶矩提取的HQET参数Λ̄的值是多少？
• RQ3 模型依赖性不确定度如何影响B(B → sγ)和Λ̄的确定？
• RQ4 误重建事件引起的交叉馈电在多大程度上影响信号产额和谱形？
• RQ5 从强子质量谱拟合中，可以对HQET参数λ₁施加何种约束？

主要发现

• 光子能量谱的一阶矩给出Λ̄ = 0.37 ± 0.09（统计）± 0.07（系统）± 0.10（模型）GeV/c²。
• 包含分支比测量为B(B → sγ) = (4.3 ± 0.5（统计）± 0.8（系统）± 1.3（模型）) × 10⁻⁴。
• 通过使用修正后的蒙特卡罗信号效率，对错误重建的b → sγ事件引起的交叉馈电进行了修正。
• 强子质量谱的拟合为HQET参数λ₁提供了约束，尽管摘要中未给出确切数值。
• 建模带来的系统误差贡献显著，对Λ̄的不确定性达±0.10 GeV/c²。
• 结果表明，通过分支道总和实现包含B → sγ测量是可行的，且背景控制能力得到提升。