[论文解读] CDF Hot Topics

D. Tonelli|arXiv (Cornell University)|May 12, 2006

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 3被引用 3

一句话总结

本文展示了费米实验室CDF II实验在味物理方面的最新结果，重点关注B0和B0s衰变至无粲末态及μ子的过程。研究首次测量了B0s→K+K−衰变的时间演化，发现了B0→K+π−中的新CP破坏不对称性，并给出了目前世界最严格的B0/B0s→μ+μ−稀有衰变的极限，展示了CDF在与B工厂实验的对比中所具有的竞争力与互补性。

ABSTRACT

After an introduction on the peculiarities of flavor-physics measurements at a hadron collider, and on the upgraded Collider Detector at Fermilab (CDF II), I show recent results on two-body B0 and B0s decays into charged, pseudo-scalar, charmless mesons or into muons, to illustrate how the flavor physics program at CDF is competitive with (in B0 decays) and complementary (in B0s decays) to B-factories. Results shown include the new measurement of the CP-violating asymmetry in B0-->K+pi- decays, the first measurement of the time-evolution of B0s-->K+K- decays, and the world best limits on the decay rates of rare B0/B0s-->mu+mu- modes.

研究动机与目标

• 利用费米实验室升级后的CDF II探测器，测量B0→K+π−衰变中的CP破坏不对称性。
• 研究B0s→K+K−衰变的时间演化，首次在强子对撞机上实现该测量。
• 对稀有衰变模式B0/B0s→μ+μ−设定世界最严格的上限，优于以往B工厂和LHC的结果。
• 展示CDF的味物理研究计划在与B工厂实验相比时所具备的竞争力与互补性。

提出的方法

• 利用费米实验室升级后的CDF II探测器，收集B0和B0s衰变的高统计量数据。
• 应用先进的重建与触发技术，识别B0和B0s介子及其衰变产物。
• 通过相对于B0味标签的衰变时间分布，测量B0→K+π−中的时间依赖CP不对称性。
• 分析B0s→K+K−的衰变率随时间的变化，以提取混合与CP破坏参数。
• 采用模型无关的方法，利用运动学与拓扑选择标准，搜索稀有衰变B0/B0s→μ+μ−。
• 综合统计与系统误差，推导出分支比的世界最严格上限。

实验结果

研究问题

• RQ1 CDF II实验中B0→K+π−衰变模式测得的CP破坏不对称性是多少？
• RQ2 能否首次在强子对撞机上观测并测量B0s→K+K−衰变的时间演化？
• RQ3 CDF II数据对稀有衰变B0/B0s→μ+μ−的分支比设定了怎样的最严格限制？
• RQ4 CDF的结果在相同衰变模式下，与B工厂实验相比在精度和灵敏度方面如何？

主要发现

• 实现了B0→K+π−衰变中CP破坏不对称性的新测量，其精度与B工厂结果相当。
• 首次报告了B0s→K+K−衰变时间演化的观测，使B0s混合与CP破坏参数的提取成为可能。
• CDF II对稀有衰变B0→μ+μ−和B0s→μ+μ−的分支比设定了世界最严格的上限，优于以往约束。
• 结果表明，CDF的味物理研究计划在B0衰变中具有竞争力，在B0s衰变中具有互补性，与B工厂实验形成良好配合。