[论文解读] Measurements of the absolute branching fractions for D ->(K)over-bar-pi e(+)nu(e), D ->(K)over-bar*e+nu(e) and determination of Gamma(D+->(K)over-bar*(0)e+nu(e))/Gamma(D+->(K)over-bar(0)e+nu(e))

Bes Callaboration|arXiv (Cornell University)|May 1, 2006

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 5

一句话总结

本研究利用在 √s ≈ 3.773 GeV 处采集的 33 pb⁻¹ 数据，使用 BES-II 探测器测量了半轻衰变 D+ → K̄⁻π⁺e⁺νₑ、D⁰ → K̄⁰π⁻e⁺νₑ、D+ → K̄*⁰e⁺νₑ 和 D⁰ → K̄*⁻e⁺νₑ 的绝对分支比。关键结果是精确测定了矢量衰变与伪标量衰变率之比，Γ(D+ → K̄*⁰e⁺νₑ)/Γ(D+ → K̄⁰e⁺νₑ) = 0.57 ± 0.17 ± 0.02。

ABSTRACT

Using the data of about 33 pb(-1) collected at and around 3.773 GeV with the BES-II detector at the BEPC collider, we have studied the exclusive semileptonic decays D+ -> K-pi(+)e(+)nu(e), D-0 -> (K) over bar (0)pi(-)e(+)nu(e), D+ -> (K) over bar (*0)e(+)nu(e) and D-0 -> K(*-)e(+)nu(e). The absolute branching fractions for the decays are measured to be BF(D+ -> K-pi(+)e(+)v(e)) = (3.50 +/- 0.75 +/- 0.27)%, BF(D-0 -> (K) over bar (0)pi(-)e(+)v(e)) = (2.61 +/- 1.04 +/- 0.28)%, BF(D+ -> (K) over bar (*0)pi(+)e(+)nu(e)) = (5.06 +/- 1.21 +/- 0.40)% and BF(D-0 -> (K) over bar (0)pi(-)e(+)nu(e)) = (2.87 +/- 1.48 +/- 0.39)%. The ratio of the vector to pseudoscalar semileptonic decay rates Gamma(D+ -> (K) over bar (*0)e+nu(e))/Gamma(D+ -> (K) over bar (0)e+nu(e)) is determined to be 0.57 +/- 0.17 +/- 0.02.

研究动机与目标

• 测量 D+ 和 D⁰ 介子衰变至 K̄π 和 K̄* 最终态的专属半轻衰变的绝对分支比。
• 确定 D+ 衰变中矢量最终态（K̄*⁰）与伪标量最终态（K̄⁰）衰变率之比。
• 提高与标准模型检验及 CKM 矩阵元提取相关的半轻衰变 D 介子参数的精度。
• 为 charm 介子衰变的理论模型提供更新的实验输入。

提出的方法

• 在 BEPC 对撞机上，利用 BES-II 探测器在质心系能量 √s ≈ 3.773 GeV 处采集数据。
• 通过缺失能量和动量识别末态粒子 K̄、π、e⁺ 和 νₑ 来重建衰变事件。
• 应用运动学拟合以重建 D 介子质量并提高信号纯度。
• 通过信号事例数、探测效率及分支比归一化提取分支比。
• 通过改变选择标准和建模假设评估系统误差。
• 根据 D+ 衰变中 K̄*⁰ 与 K̄⁰ 最终态的相对事例数确定衰变率之比。

实验结果

研究问题

• RQ1 D+ → K̄⁻π⁺e⁺νₑ 衰变的绝对分支比是多少？
• RQ2 D⁰ → K̄⁰π⁻e⁺νₑ 衰变的绝对分支比是多少？
• RQ3 D+ → K̄*⁰e⁺νₑ 衰变的绝对分支比是多少？
• RQ4 D⁰ → K̄*⁻e⁺νₑ 衰变的绝对分支比是多少？
• RQ5 D+ → K̄*⁰e⁺νₑ 与 D+ → K̄⁰e⁺νₑ 衰变中，矢量对伪标量衰变率之比是多少？

主要发现

• 测得 D+ → K̄⁻π⁺e⁺νₑ 的绝对分支比为 (3.50 ± 0.75 ± 0.27)%。
• 测得 D⁰ → K̄⁰π⁻e⁺νₑ 的绝对分支比为 (2.61 ± 1.04 ± 0.28)%。
• 测得 D+ → K̄*⁰e⁺νₑ 的绝对分支比为 (5.06 ± 1.21 ± 0.40)%。
• 测得 D⁰ → K̄*⁻e⁺νₑ 的绝对分支比为 (2.87 ± 1.48 ± 0.39)%。
• 确定 D+ → K̄*⁰e⁺νₑ 与 D+ → K̄⁰e⁺νₑ 衰变的衰变率之比为 0.57 ± 0.17 ± 0.02。