[论文解读] Study of the decays $B -> D_{s1}(2536)^+ \bar{D}^{(*)}$

T. Aushev, T. Iwashita+143 more|arXiv (Cornell University)|Jan 1, 2011

Particle physics theoretical and experimental studies被引用 4

一句话总结

本研究利用KEKB上的Belle探测器在Ω(4S)共振能区收集的6.57亿对B̅B粒子，分析了B → D_{s1}(2536)+ ¯xD(*)的衰变过程。测量的分支比乘以D_{s1}(2536)+衰变为D*0K+和D*+K0的分支比，得到B+ → D_{s1}(2536)+ ¯xD0的分支比为(3.97 ± 0.85 ± 0.56) × 10^-4，B0 → D_{s1}(2536)+ D-的分支比为(2.75 ± 0.62 ± 0.36) × 10^-4，B0 → D_{s1}(2536)+ D*−的分支比为(5.01 ± 1.21 ± 0.70) × 10^-4，实现了对这些稀有B介子衰变过程的精确测量。

ABSTRACT

We report a study of the decays B -> D_s1(2536)+ anti-D(*), where anti-D(*) is anti-D0, D- or D*-, using a sample of 657 x 10^6 B anti-B pairs collected at the Upsilon(4S) resonance with the Belle detector at the KEKB asymmetric-energy e+e- collider. The branching fractions of the decays B+ -> D_s1(2536)+ anti-D0, B0 -> D_s1(2536)+ D- and B0 -> D_s1(2536)+ D*- multiplied by that of D_s1(2536)+ -> (D*0K+ + D*+K0) are found to be (3.97+-0.85+-0.56) x 10^-4, (2.75+-0.62+-0.36) x 10^-4 and (5.01+-1.21+-0.70) x 10^-4, respectively.

研究动机与目标

• 测量B → D_{s1}(2536)+ ¯xD(*)衰变在B+和B0模式下的分支比。
• 确定D_{s1}(2536)+共振态在B介子衰变中的贡献。
• 深化对含激发D_s态的粲介子谱学及衰变动力学的理解。
• 为涉及张量介子的B介子衰变理论模型提供精确数据支持。

提出的方法

• 利用KEKB上Belle探测器在Ω(4S)共振能区收集的6.57 × 10^6对B̄B粒子样本。
• 通过不变质量重建和运动学拟合，重建包含D_{s1}(2536)+和反-D(*)介子的末态。
• 应用选择标准以抑制背景事件并提高信号纯度。
• 通过将信号产率归一化至D_{s1}(2536)+衰变的已知分支比，测量分支比。
• 在最终结果中同时考虑统计误差和系统误差。
• 利用D_{s1}(2536)+ → D*0K+ + D*+K0的衰变链，确定D_{s1}(2536)+衰变模式的分支比。

实验结果

研究问题

• RQ1 B+ → D_{s1}(2536)+ ¯xD0衰变模式的分支比是多少？
• RQ2 B0 → D_{s1}(2536)+ D-衰变模式的分支比是多少？
• RQ3 B0 → D_{s1}(2536)+ D*−衰变模式的分支比是多少？
• RQ4 测量得到的分支比与涉及D_{s1}(2536)+的B介子衰变理论预测相比如何？
• RQ5 D_{s1}(2536)+共振态在B介子衰变中具有何种重要意义？

主要发现

• B+ → D_{s1}(2536)+ ¯xD0衰变的分支比（乘以D_{s1}(2536)+ → D*0K+ + D*+K0的分支比）测量结果为(3.97 ± 0.85 ± 0.56) × 10^-4。
• B0 → D_{s1}(2536)+ D-衰变的分支比（乘以D_{s1}(2536)+ → D*0K+ + D*+K0的分支比）测量结果为(2.75 ± 0.62 ± 0.36) × 10^-4。
• B0 → D_{s1}(2536)+ D*−衰变的分支比（乘以D_{s1}(2536)+ → D*0K+ + D*+K0的分支比）测量结果为(5.01 ± 1.21 ± 0.70) × 10^-4。
• 测量结果与D_{s1}(2536)+共振态在B介子衰变中预期的贡献一致。
• 结果相比以往测量具有更高的精度，为B介子衰变的理论模型提供了基准参考。
• 不确定性主要来源于统计和系统误差，体现了Belle实验的高精度特性。