[论文解读] Measurements of charmless three-body and quasi-two-body B decays

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

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 1

一句话总结

本研究基于在Y(4S)共振能区运行的BABAR探测器获取的电子-positron湮灭数据，对无粲三体衰变及准二体B介子衰变进行了初步测量。主要结果包括测得分支比B(B⁰ → ρ⁻⁺π⁺⁻) = (49±13⁺⁶₋₅)×10⁻⁶ 和 B(B⁺ → η′K⁺) = (62±18±8)×10⁻⁶，同时对其他八个衰变模式设定了上限。

ABSTRACT

We present preliminary results of a search for several exclusive charmless hadronic B decays from electron-positron annihilation data collected by the BABAR detector near the Y(4S) resonance. These include three-body decay modes with final states h^{+/-}h^{-/+}h^{+/-} and h^{+/-}h^{-/+}pi^0, and quasi-two-body decay modes with final states X^0 h and X^0 K0S, where h = pi or K and X^0 = eta^' or omega. We find B(B^0 --> rho^(-/+)pi^(+/-)) = (49+/-13^{+6}_{-5}) x 10^{-6} and B(B^+ --> eta^' K^+) = (62+/-18+/-8) x 10^{-6} and present upper limits for eight other decays.

研究动机与目标

• 在Y(4S)共振能区附近的e⁺e⁻湮灭数据中测量专属无粲强子B衰变。
• 研究末态为h⁺h⁻h⁺和h⁺h⁻π⁰的三体衰变模式，其中h = π或K。
• 研究涉及X⁰h和X⁰K⁰S末态的准二体衰变，其中X⁰ = η′或ω。
• 测定分支比并为稀有B衰变设定上限，以增进对非轻子B衰变的理解。
• 通过CP破坏和penguin贡献检验标准模型对无粲衰变的预测，并探测新物理。

提出的方法

• 数据在SLAC国家加速器实验室的BABAR探测器上采集，实验条件为e⁺e⁻对撞接近Y(4S)共振能区。
• 利用粒子识别与运动学重建技术，对末态进行重建，以区分信号与背景。
• 通过无模型最大似然拟合方法，对重建衰变模式的不变质量分布进行拟合，提取信号事例数。
• 通过将信号事例数归一化至数据样本中产生的B⁰B̄⁰对总数，计算分支比。
• 通过改变重建与选择标准评估系统误差，并以相关与不相关分量形式报告。
• 采用贝叶斯方法并使用平坦先验，以90%置信水平设定上限。

实验结果

研究问题

• RQ1 无粲三体衰变B⁰ → ρ⁻⁺π⁺⁻的分支比是多少？
• RQ2 准二体衰变B⁺ → η′K⁺的分支比是多少？
• RQ3 在未观测到的其他八个无粲B衰变模式中，其上限是多少？
• RQ4 测量得到的分支比与非轻子B衰变的理论预期相比如何？
• RQ5 这些结果对无粲B衰变中penguin主导与树图级衰变振幅施加了何种约束？

主要发现

• 测得B(B⁰ → ρ⁻⁺π⁺⁻)的分支比为(49±13⁺⁶₋₅)×10⁻⁶，包含统计与系统误差。
• 测得B(B⁺ → η′K⁺)的分支比为(62±18±8)×10⁻⁶，与非轻子衰变振幅的预期一致。
• 对其他八个无粲衰变模式设定了90%置信水平的上限，包括B⁰ → K⁺K⁻π⁰和B⁺ → ωK⁺。
• 结果与标准模型一致，本分析中未报告显著的CP不对称性。
• 测得的分支比与包含penguin和树图级贡献的理论预测相符。
• 该分析展示了BABAR探测器以高精度分辨稀有无粲B衰变的能力。