Обнаружение распада B° → D*†D† и поиск в нем CP-нарушения

• Автор: Аушев, Тагир Абдул-Хамидович
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 91 с. : ил.

1 СВ-нарушение в распадах В-мезонов

1.1 Симметрии в физике

1.2 Модель Кобаяши-Маскава

1.3 СP-нарушение в распадах В-мезонов

1.3.1 В0 — В0-смешивание

1.3.2 Непрямое СР-нарушение в В-мезонах

1.3.3 СР-парушения в распадах В-мезонов из T(4S)-pe30iiaiica

2 СР-нарушение в распаде В0 —> D

2.1 Чем интересно данное измерение?

2.2 СР-нарушение в распадах В0 -» D^+D^~

2.3 Оценка вероятности распада В0 ->

3 Экспериментальная установка
3.1 Ускоритель КЕКВ
3.2 Детектор Belle
3.2.1 Вершинный детектор
3.2.2 Дрейфовая камера
3.2.3 Аэрогелевый детектор Черепковского излучения
3.2.4 Система измерения времени пролета частиц
3.2.5 Электромагнитный калориметр
3.2.6 Мюонная система
3.2.7 Идентификация заряженных треков
3.2.8 Триггерная система
3.2.9 Моделирование детектора

4 Анализ экспериментальных данных
4.1 Методы реконструкции распада В0 —»
4.2 Первое обнаружение распада В0 —>
4.2.1 Восстановление В0 —» Б,±БТ методом полной реконструкции
4.2.2 Восстановление В0 БМ±БТ методом частичной реконструкции
4.2.3 Сравнение результатов и оценка систематических ошибок
4.3 Измерение СР-нарушения в распаде В0 —> Б'±БТ
4.3.1 Таггирование аромата В0-мезона
4.3.2 Определение вершин распадов
4.3.3 Параметризация сигнала и фона в СР-фитировании
4.3.4 Результаты измерения параметров СР-нарушения
4.3.5 Проверка метода с помощью распада В0 —» Р*+Р7
4.3.6 Проверка измерения методом псевдо-“экспериментов”
4.3.7 Оценка систематических ошибок измерения
5 Основные результаты проделанной работы Заключение
Благодарности Список литературы

Изучение нарушения СР-симметрии, обнаруженного более 40 лет назад в распадах нейтральных А'-мезонов, остается и по сей день одной из самых интересных задач физики элементарных частиц. Долгое время система К0 — К° была единственной, где наблюдали это явление. В 1999 году были построены новые детекторы - “В-фабрики” Belle [1] и BABAR [2], которые должны были позволить обнаружить СР-нарушение в распадах В-мезонов. Ожидалось, что полученные на них данные позволят точно измерить параметры С'Р-нарушеиия и либо подтвердить Стандартную Модель (СМ), либо обнаружить эффекты ей противоречащие. В дальнейшем обсуждении возможные эффекты, не согласующиеся со СМ, будут называться Новой Физикой, как это принято в литературе. Сегодня уже можно говорить о надежном измерении величины СР-парушепия в распадах В0 —> (cc)resK° [3, 4] и первых результатах измерения прямого CP-нарушения в распаде В0 —> Л'±7ГТ [5, 6].
Темой настоящей работы является первое обнаружение распада В0 —> D*±DT, измерение его относительной вероятности и поиск СР-нарушения в этом конечном состоянии. Согласно предсказаниям СМ параметры CP-нарушения в данном канале и распаде В0 —» J/ipKs должны совпадать с хорошей точностью. В противном случае можно предположить существование Новой Физики.
Настоящая работа основывается на данных, набранных за период с 1999 по 2003 гг. в эксперименте Belle, работающем на ускорителе КЕКВ в научно-исследовательском центре КЕК (г. Цукуба, Япония). КЕКВ - это асимметричный е+е- коллайдер с энергией пучков в системе центра масс - 10.58 ГэВ, соответствующей массе T(4S) резонанса.
Основные материалы диссертации опубликованы в работах [7, 8]. Материалы, изложенные в диссертации, докладывались на XXXI и XXXII Международных Конференциях по Физике Высоких Энергий (ICHEP) в г. Амстердаме (Нидерлан-

Указанные критерии отбора обладают достаточно высокой эффективностью для сигнала и позволяют эффективно подавить фон, связанный с неправильной идентификацией. Эффективность идентификации оценивается методом МС.
В качестве К$ кандидатов рассматриваются пары 7Г+7Г~ с инвариантной массой, лежащей в интервале ±3а от номинальной массы К$ мезона [17] (±7.2 МэВ/с2). Для подавление комбинаторного фона требуется, чтобы треки из Кб образовывали вторичную вершину, отстоящую от первичной. Для этого налагается условие на расстояние между треками пионов в вершине | Дг,шп| < 1см и отлет от
первичной вершины в плоскости г — ф на 1 мм.
В качестве фотонов рассматриваются кластеры в электромагнитном калориметре с энергией больше 100 МэВ, не ассоциированные с заряженным треком. Пара фотонов с инвариантной массой, совпадающей с номинальной массой 7г° [17] с точностью ±14 МэВ/с2, рассматривается как тт° кандидат. Впоследствии к ним применяется процедура кинематического фитирования в номинальную массу я0.
Отобранные кандидаты Л-мезонов фитируются в общую вершину и накладывается ограничение на качество фитирования: х2ег1ех < 16- Ограничение на инвариантные массы О-кандидатов составляет ±2<т от их номинальных значений, где а - зависящая от канала распада ширина массового распределения.
0‘+-мезон восстанавливается в распаде 0*+ —> О07г+. О0-мезоны комбинируются с “медленными” пионами 7Г^ОТ с импульсом меньше 400 МэВ/с. Чтобы исключить из разрешения по массе 0*+ вклад от разрешения О0, рассматривается разность инвариантных масс О07г+ комбинации и О0. На нее накладывается ограничение: ±5 МэВ/с2 от разности номинальных значений масс 0'+ и О0.
Инвариантные массы очарованных мезонов представлены на Рис. 16.
4.2.1 Восстановление В0 -> методом полной реконструкции
Распределения по переменным ДЕ и Мьс на данных для В-кандидатов представлены на Рис. 17. Если одно событие содержит более одного В-кандидата, попа-