[论文解读] Searches for CP Violation and \pi\pi S-Wave in the Dalitz-Plot of D0 --> \pi+\pi-\pi0

D. Cronin-Hennessy|arXiv (Cornell University)|Mar 30, 2005

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 1

一句话总结

本研究利用CLEO II.V实验中e⁺e⁻碰撞产生的D⁰ → π⁺π⁻π⁰衰变的Dalitz图分析，通过K矩阵形式体系研究CP破坏及ππ S波贡献。测得的积分CP不对称性为0.01⁺⁰.⁰⁹₋₀.⁰⁷ ± 0.05，与无显著CP破坏一致，并对π⁺π⁻π⁰衰变率中的S波贡献设定了上限。

ABSTRACT

In e+e- collisions recorded using the CLEO II.V detector we have studied the Cabibbo suppressed decay of D0 -> pi+pi-pi0 with the initial flavor of the D0 tagged by the decay D*+ -> D0pi+. We use the Dalitz-plot analysis technique to measure the resonant substructure in this final state and observe ho\pi and non-resonant contributions by fitting for their amplitudes and relative phases. We describe the pipi S-wave with a K-matrix formalism and limit this contribution to the rate to be pi+pi-pi+ decay. Using the amplitudes and phases from this analysis, we calculate an integrated CP asymmetry of 0.01^{+0.09}_{-0.07} +/- 0.05.

研究动机与目标

• 研究Cabibbo抑制衰变D⁰ → π⁺π⁻π⁰中CP破坏的存在性。
• 利用K矩阵形式体系确定ππ S波对末态的贡献。
• 在Dalitz图中测量共振态（如ρ⁰）与非共振态振幅及其相对相位。
• 通过S波振幅约束π⁺π⁻π⁺衰变道的速率。

提出的方法

• 应用Dalitz图分析重建D⁰ → π⁺π⁻π⁰衰变振幅结构。
• 采用K矩阵形式体系建模ππ S波振幅及其动力学行为。
• 通过拟合Dalitz图分布，提取共振态（如ρ⁰）与非共振态贡献的振幅和相对相位。
• 通过D*⁺ → D⁰π⁺衰变对初始D⁰味态进行标记，以提高重建纯度。
• 利用拟合得到的振幅与相位计算CP不对称性，并包含系统误差。

实验结果

研究问题

• RQ1 在D⁰ → π⁺π⁻π⁰衰变道中是否存在CP破坏的证据？
• RQ2 Dalitz图中ππ S波贡献的大小与相位是多少？
• RQ3 在D⁰ → π⁺π⁻π⁰衰变中，共振态（如ρ⁰）与非共振态振幅如何比较？
• RQ4 基于S波振幅，π⁺π⁻π⁺衰变道的速率上限是多少？

主要发现

• 测得D⁰ → π⁺π⁻π⁰的积分CP不对称性为0.01⁺⁰.⁰⁹₋₀.⁰⁷ ± 0.05，表明无显著CP破坏。
• 采用K矩阵形式体系对ππ S波贡献进行建模，结果与测得的衰变振幅结构一致。
• 对Dalitz图的拟合成功分离了共振态（如ρ⁰）与非共振态贡献，且振幅与相位均被良好确定。
• 该分析对π⁺π⁻π⁺衰变道的速率设定了上限，与S波振幅较小的结论一致。