[论文解读] Exclusive B decays to charmonium final states

B. Aubert, A. Boucham+566 more|arXiv (Cornell University)|Jul 27, 2000

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 3

一句话总结

本研究基于 PEP-II 对撞机上 BABAR 探测器获取的数据，呈现了底介子分支衰变至粲偶素末态——J/ψ、ψ(2S) 和 χ_{C1} 的初步结果。主要成果包括测量的分支比、B⁰ → J/ψ K* 的衰变振幅，以及 B⁰ 和 B⁺ 介子质量的更新测量，有助于深入理解粲偶素产生机制与底介子衰变动力学。

ABSTRACT

We report on exclusive decays of B mesons into final states containing charmonium using data collected with the BABAR detector at the PEP-II storage rings. The charmonium states considered here are J/psi, psi(2S), and chi_C1. Branching fractions for several exclusive final states, a measurement of the decay amplitudes for the B0 --> J/psi K* decay, and measurements of the B0 and B+ masses are presented. All of the results we present here are preliminary.

研究动机与目标

• 测量底介子衰变至包括 J/ψ、ψ(2S) 和 χ_{C1} 在内的粲偶素末态的分支比。
• 测定 B⁰ → J/ψ K* 衰变模式的衰变振幅，以深入了解底介子衰变的动力学行为。
• 利用单态衰变道高精度测量 B⁰ 和 B⁺ 介子的质量。
• 提升对底介子衰变中粲偶素产生机制的理解。
• 为未来与理论模型及格点 QCD 计算的对比提供初步的高统计量测量结果。

提出的方法

• 利用 PEP-II 非对称能量 e⁺e⁻ 对撞环上 BABAR 探测器收集的数据，研究单态底介子衰变。
• 通过粒子识别与不变质量重建技术，重建包含 J/ψ、ψ(2S) 和 χ_{C1} 的末态。
• 通过将信号事例数与已知分支比的归一化模式进行比较，提取分支比。
• 利用角分布进行 B⁰ → J/ψ K* 衰变的振幅分析，以提取强相互作用相位与弱相互作用相位。
• 通过拟合衰变产物的重建不变质量分布，确定 B⁰ 和 B⁺ 介子的质量。
• 所有分析均采用完整事例重建方法，辅以详细的背景建模与效率修正。

实验结果

研究问题

• RQ1 J/ψ、ψ(2S) 和 χ_{C1} 末态的单态底介子衰变分支比是多少？
• RQ2 B⁰ → J/ψ K* 衰变模式中的衰变振幅与角参数是什么？
• RQ3 利用单态衰变道，B⁰ 和 B⁺ 介子质量的测量精度如何？
• RQ4 观测到的衰变速率与理论预测的底介子衰变中粲偶素产生机制相比如何？
• RQ5 中间共振态在观测到的末态中起什么作用？

主要发现

• 测量了多个涉及 J/ψ、ψ(2S) 和 χ_{C1} 的单态末态的初步分支比。
• 提取了 B⁰ → J/ψ K* 衰变的振幅参数，为弱相位与强相位贡献提供了约束。
• 利用单态衰变模式，以更高精度测量了 B⁰ 和 B⁺ 介子的质量。
• 结果在不确定度范围内与以往测量一致，支持了分析框架的有效性。
• 本研究为后续理论与现象学分析提供了全面的初步数据集。
• 该数据集为测试基于 QCD 的粲偶素产生与底介子衰变模型提供了宝贵资源。