B中間子の稀崩壊におけるCP非対称精密測定による新しい物理の探索

通过B介子稀有衰变的CP不对称精密测量探索新物理

基本信息

批准号：
06J11405
负责人：
中浜優
金额：
$ 1.79万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

一般に、B中間子系の崩壊は標準理論内の崩壊分岐比が小さいので、現段階では発見されてない微小な標準理論を超える新しい物理の寄与の探索に適している。特に、中性カレントループ崩壊b→sg、dg(gはグルーオン)は、標準理論内で非常に抑制されており(0(10^<-5>〜10^<-7>))。、さらに不確定原理により中間状態に非常に重い粒子が現れうるので、超対称性粒子めような標準理論を超えた重い粒子の微小な寄与に非常に敏感である。その重い粒子の結合定数のCP位相が標準理論内のCP位相と異なれば、CP非対称性の測定値が標準理論の予想値と異なると期待される。昨年度行った中性カレント崩壊b→dgにおけるCP非対称性初測定に引き続き、本年度は、Belle実験で現在までに生成および収集されたB中間子対6.57億個のデータでも統計的に有意である、崩壊分岐比が大きい中性カレント崩壊b→sgのうちgolden modeであるB^0→φKs過程に着目し、CP非対称性精密測定した。同じKsK^+K^-終状態を持つ他の崩壊過程(B^0→f_0Ksや非共鳴状態)間の干渉による不定性が考えられ、従来の手法は不完全だった。これらの干渉を正しく取り扱うために、新たに運動学的な量(Dalitzプロット)を組み合わせ、各中間状態のCP非対称性、中間状態の各崩壊過程の相対的な大きさ、および干渉を含む18パラメータを最尤関数法で同時に決定した。CP位相の測定結果φ_1=(32.0±8.8(stat.)±1.8(syst.)±0.8(Dalitzモデル))度を得た。これは、3σレベルの高い確度の世界初の結果である。また、測定結果を標準理論の枠組み内の理論的予想値と比較したところ、標準理論と測定の結果は一致を見せており、現在の統計の範囲内で新しい物理の兆候がないと示した。

一般来说，标准模型中B介子系统的衰变分支比较小，因此适合探索现阶段尚未发现的标准模型之外的新物理贡献。特别是，中性电流环崩溃 b→sg, dg（g 是胶子）在标准模型 (0(10^<-5>~10^<-7>)) 中被极大地抑制。此外，由于不确定性原理，非常重的粒子可以出现在中间态，因此它对标准模型之外的重粒子（例如超对称粒子）的微小贡献非常敏感。如果重粒子耦合常数的 CP 相与标准模型中的 CP 相不同，我们预计测量到的 CP 不对称性将不同于标准模型的预期值。继去年首次测量中性电流衰变 b→dg 中的 CP 不对称性之后，今年我们将重点关注迄今为止在 Belle 中产生和收集的 6.57 亿对 B 介子的数据中具有统计显着性的衰变。实验重点关注具有较大分支比的中性电流衰减b→sg的黄金模式B^0→φKs过程，并精确测量了CP不对称性。由于具有相同 KsK^+K^- 最终状态的其他衰变过程（B^0→f_0Ks 和非共振态）之间的干扰而导致不确定性，传统方法是不完整的。为了正确处理这些干扰，我们新组合了运动学量（Dalitz 图）来计算 18 个参数，包括每个中间态的 CP 不对称性、中间态每个崩溃过程的相对大小以及同时确定干扰。最大似然函数法。 CP相位测量结果为φ_1=(32.0±8.8(stat.)±1.8(syst.)±0.8(Dalitz model))度。这是世界上第一个3σ级别高精度结果。他们还将测量结果与标准理论框架内的理论预测进行了比较，发现标准理论和测量结果是一致的，表明在当前的统计范围内没有新物理的迹象。