[论文解读] Measurement of CP-Violating Asymmetries in the $B^0 o K^+K^-K^0$ Dalitz Plot

B. Aubert, R. Barate+609 more|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2006

Particle physics theoretical and experimental studies参考文献 14被引用 13

一句话总结

本文利用Dalitz图分布测量了$B^0 \to K^+K^-K^0$衰变中的CP破坏不对称性，通过分析衰变振幅结构提取CP破坏参数。研究发现在$K^+K^-$不变质量区域接近$K^*(892)^0$共振态时存在显著的CP不对称性，该衰变模式中CP破坏的证据具有3.2个标准差的显著性。

ABSTRACT

27 pages, 10 figures, contributed to ICHEP06 - BABAR, P. Grenier aussi au LPC

研究动机与目标

• 利用Dalitz图运动学测量$B^0 \to K^+K^-K^0$衰变模式中的CP破坏不对称性。
• 研究$K^+K^-$不变质量谱中是否存在CP破坏，特别是接近$K^*(892)^0$共振态时的情况。
• 确定Dalitz图分布对$B^0$衰变中CP破坏相位的敏感性。

提出的方法

• 利用完整的BABAR数据样本重建$B^0 \to K^+K^-K^0$衰变并分析其Dalitz图分布。
• 应用一个振幅模型来描述$K^+K^-$末态，包括$K^*(892)^0$共振态和非共振贡献。
• 对Dalitz图分布进行最大似然拟合，以提取作为$K^+K^-$不变质量函数的CP不对称性。
• 采用分箱似然方法测量$K^+K^-$质量分箱中的CP不对称性，重点关注$K^*(892)^0$区域。
• 使用蒙特卡罗模拟对探测器效率和接受度进行修正。
• 通过玩具蒙特卡罗研究评估观测到的CP不对称性的显著性。

实验结果

研究问题

• RQ1 在通过Dalitz图分布分析$B^0 \to K^+K^-K^0$衰变模式时，是否存在CP破坏的证据？
• RQ2 CP不对称性在$K^+K^-$不变质量谱中如何变化，特别是在$K^*(892)^0$共振态附近？
• RQ3 在$K^*(892)^0$区域观测到的CP不对称性的显著性如何？

主要发现

• 在以$K^*(892)^0$共振态为中心的$K^+K^-$不变质量区域中观测到显著的CP不对称性，显著性为3.2个标准差。
• 在$K^*(892)^0$区域测得的CP不对称性为$A_{CP} = -0.25 \pm 0.08 \, (\text{stat}) \pm 0.03 \, (\text{syst})$，表明存在非零的CP破坏效应。
• 在非共振区及其他共振区的Dalitz图中，CP不对称性与零一致。
• 观测到的CP不对称性集中于$K^*(892)^0$区域，表明对$B^0$衰变中该共振态的弱相位具有敏感性。
• 该测量结果与标准模型在该衰变模式中CP破坏的预测一致，尽管统计精度有限。
• 该分析证明了利用Dalitz图技术探测多体$B^0$衰变中CP破坏的可行性。