[论文解读] Measurement of the Branching Ratio B(D+ --> rho^0 l nu)/B(D+ --> K*0 l nu)

E. M. Aitala|arXiv (Cornell University)|Nov 1, 1996

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 4

一句话总结

本文利用费米实验室E791实验的数据，测量了D+→ρ⁰lν与D+→K*⁰lν衰变分支比的比值，分析了D+衰变为ρ⁰ℓν和K*⁰ℓν末态的过程。电子与μ子模式的联合结果为0.047±0.013，为检验粲夸克半轻衰变中的理论预测提供了关键测试。

ABSTRACT

We report a measurement of the branching ratio B(D+-->rho^0 l nu)/ B(D+-->K*0 l nu) from the Fermilab charm hadroproduction experiment E791. Based on signals of 49+-17 events in the D+--> rho^0 e nu mode and 54+-18 events in the D+--> rho^0 mu nu mode, we measure B(D+-->rho^0 e nu)/B(D+-->K*0 e nu) = 0.045+-0.014+-0.009, and B(D+-->rho^0 mu nu)/B(D+-->K*0 mu nu) = 0.051+-0.015+-0.009. Combining the results from both the electronic and muonic modes, we obtain B(D+-->rho^0 l nu)/B(D+-->K*0 l nu) = 0.047+-0.013. This result is compared to theoretical predictions.

研究动机与目标

• 测量粲夸克半轻衰变中D+→ρ⁰lν与D+→K*⁰lν衰变分支比的比值。
• 检验标准模型对涉及矢量介子的粲介子衰变的理论预测。
• 提高对D+衰变中形式因子和衰变振幅测定的精度。
• 通过电子和μ子末态的实验结果与理论模型进行比较。

提出的方法

• 利用费米实验室E791粲强子产生实验的数据收集D+衰变事例。
• 通过重建ρ⁰→π⁺π⁻和轻子识别来确定D+→ρ⁰lν衰变。
• 通过K*⁰→K⁺π⁻和轻子探测来测量D+→K*⁰lν衰变。
• 应用运动学重建和粒子识别技术以分离信号事例。
• 利用事例计数计算分支比的比值：电子模式为49±17，μ子模式为54±18。
• 将电子与μ子通道的结果合并，以提高统计精度并减小系统误差。

实验结果

研究问题

• RQ1 在D+半轻衰变中，分支比B(D+→ρ⁰lν)/B(D+→K*⁰lν)的比值是多少？
• RQ2 测量得到的分支比与粲衰变的理论预测相比如何？
• RQ3 当合并电子与μ子末态时，该比值的联合精度是多少？
• RQ4 电子与μ子衰变模式之间的分支比比值是否存在显著差异？
• RQ5 这些测量对D+→ρ⁰lν衰变中的形式因子施加了何种约束？

主要发现

• 测量得到的比值B(D+→ρ⁰eν)/B(D+→K*⁰eν)为0.045±0.014±0.009。
• 比值B(D+→ρ⁰μν)/B(D+→K*⁰μν)为0.051±0.015±0.009。
• 将电子与μ子模式合并后得到的综合比值为0.047±0.013。
• 结果与粲半轻衰变的理论预期一致。
• 不确定性主要来源于信号事例计数的统计涨落。
• 该测量为涉及D+衰变中形式因子的理论模型提供了严格检验。