[论文解读] D-0-(D)over-bar(0) mixing in Upsilon(1S)-> D-0(D)over-bar(0) decay at a super-B factory

Hai-Bo Li, 杨茂志+2 more|arXiv (Cornell University)|Nov 1, 2006

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 9

一句话总结

本文提出利用在超B工厂中由Upsilon(1S) → D⁰D̄⁰衰变产生的相干D⁰D̄⁰对，测量D⁰-D̄⁰混合与CP破坏。D介子的高动量使得能够精确测量时间间隔Δt，从而以比现有方法更高的灵敏度提取混合参数与CP破坏观测量。

ABSTRACT

D-0-(D) over bar (0) mixing and significant CP violation in the charm system may indicate the signature of new physics. In this study, we suggest that the coherent D-0(D) over bar (0) events from the decay of Upsilon(1S)-> D-0(D) over bar (0) can be used to measure both mixing parameters and CP violation in charm decays. The neutral D mesons from Upsilon(1S) decay are strongly boosted, so that it will offer the possibility to measure the proper-time interval Delta t between the fully reconstructed D-0 and (D) over bar (0). Both coherent and time-dependent information can be used to extract D-0-(D) over bar (0) mixing parameters. The sensitivity of the measurement should be improved at B factories or at super-B.

研究动机与目标

• 探索底夸克偶素衰变中D⁰-D̄⁰混合与CP破坏作为新物理的潜在信号。
• 解决在魅夸克系统中以高精度测量微小混合参数与CP不对称性的挑战。
• 利用Upsilon(1S)衰变中产生的相干D⁰D̄⁰对，提升对混合与CP破坏参数测量的灵敏度。

提出的方法

• 利用在超B工厂中由Upsilon(1S) → D⁰D̄⁰衰变产生的相干D⁰D̄⁰对。
• 完全重建D⁰与D̄⁰介子以确定其衰变时间。
• 通过其飞行轨迹与动量测量两介子之间的固有时间隔Δt。
• 应用时间依赖的振幅分析以提取混合参数与CP破坏观测量。
• 结合相干态信息与时间依赖的衰变率分析，以增强灵敏度。
• 利用D介子的高动量分辨微小的Δt差异，从而精确测量混合参数。

实验结果

研究问题

• RQ1 能否利用Upsilon(1S)衰变产生的相干D⁰D̄⁰对，以更高灵敏度测量D⁰-D̄⁰混合参数？
• RQ2 D介子在Upsilon(1S) → D⁰D̄⁰衰变中的高动量如何提升对固有时间隔Δt的测量精度？
• RQ3 时间依赖与相干分析在多大程度上可降低测量魅夸克衰变中CP破坏的系统误差？
• RQ4 与现有魅夸克混合测量方法相比，该方法的灵敏度增益潜力如何？

主要发现

• Upsilon(1S) → D⁰D̄⁰衰变中D介子的高动量使得能够精确测量两介子之间的固有时间隔Δt。
• 相干D⁰D̄⁰对可通过时间依赖的振幅分析，同时提取混合参数与CP破坏观测量。
• 与传统方法相比，该方法对D⁰-D̄⁰混合与CP破坏的测量具有更高的灵敏度。
• 采用完全重建的D⁰与D̄⁰衰变可提高时间间隔测量的准确性。
• 由于其高亮度与清晰的初态，该技术特别适用于超B工厂。
• 相干性与时间依赖性的结合为探测魅夸克体系中的新物理提供了强大工具。