Измерение угла φ3 треугольника унитарности в распадах B→DK с детектором Belle

• Автор: Полуэктов, Антон Олегович
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 132 с.

1 Исследование СР-нарушения в распадах В-мезонов

1.1 СР-нарушенис в Стандартной Модели

1.1.1 Слабые взаимодействия кварков и матрица смешивания

1.1.2 Параметризации матрицы СКМ

1.1.3 Треугольники унитарности

1.2 Эксперименты по измерению параметров матрицы СКМ

1.3 Обзор известных методов измерения фз

1.3.1 Метод GLW

1.3.2 Метод ADS

1.4 Описание метода измерения фз с помощью Далиц-анализа

2 Измерение угла фз с детектором Belle

2.1 Коллайдер КЕКВ
2.2 Детектор Belle
2.2.1 Трековая система
2.2.2 Калориметры детектора Belle
2.2.3 Системы идентификации частиц
2.2.4 Магнитная система детектора
2.2.5 Триггер
2.3 Структура анализа
2.4 Отбор событий
2.4.1 Отбор событий распада Df± -4 Diг*

2.4.2 Отбор событий распада В* -> В/б±
2.4.3 Отбор событий распада В* В*/б*
2.4.4 Отбор событий распада В* -> В/б**
2.5 Определение амплитуды распада В0 -> /б“7г+7г
2.6 Анализ распределения Далица в распадах В± -> В^/б^*
2.6.1 Учет фоновых событий
2.6.2 Учет эффективности
2.6.3 Результаты подгонки тестовых распадов
2.6.4 Подгонка сигнала
2.6.5 Определение статистических ошибок
2.6.6 Оценка систематических ошибок
2.6.7 Влияние нерезонансиого вклада В± —> В/б^л* на измерение фз в
распаде В± —> В/б**
2.6.8 Оценка модельной неопределенности
2.6.9 Совместное измерение фз с использованием каналов В± —»• В/б*,
В± -> В*/б* и Д* -► В/б**
2.7 Сравнение с другими измерениями ф3
3 Перспективы измерения фз на супер-В фабрике
3.1 Проект супер-В фабрики
3.2 Модельно-независимый подход к измерению угла ф3
3.2.1 Основная идея модельно-независимого измерения
3.2.2 Анализ распадов Иср с разбиением
3.2.3 Выбор оптимального разбиения
3.2.4 Анализ распадов ^(3770) -4 (К°7Г+'к~)о{К^ж+тт~)о
3.2.5 Обсуждение результатов
Заключение

Настоящая работа посвящена измерению одного из параметров СР-нарушспия, угла ф3 треугольника унитарности.
Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения.
Во введении сформулирован предмет исследования и дано описание разделов диссертации.
Первая Глава IIредставляет собой теоретический обзор. В ней рассматриваются лагранжиан Стандартной Модели электрослабых взаимодействий и механизмы, приводящие к СР-парушешпо. Обсуждается матрица смешивания Кабиббо-Кобаяши-Маскавы и се представления в виде треугольников унитарности. Рассматриваются способы проверки состоятельности Стандартной Модели, основанные на измерении параметров матрицы смешивания. Описаны методики измерения углов фх и ф2 треугольника унитарности и экспериментальные результаты, доступные на сегодняшний день. Более подробно рассказано о различных методиках измерения угла ф3. Описан мощный способ изучения динамики распадов частиц, заключающийся в исследовании распределения Далица трехчастичного распада. Рассмотрен метод измерения угла ф3, использующий анализ распределения Далица (Далиц-анализ) в трехчастичном распаде D мезона из процесса В± -> DK±.
Во второй главе рассказывается об измерении угла ф% по описанной методике с использованием Далиц-апализа с детектором Belle. Приведено подробное описание экспериментальной установки, описаны процедуры отбора сигнальных событий и подавления фонов, обработки экспериментальных данных с целью получения ф3 и сопутствующих параметров. Подробно рассматриваются методы определения статистической значимости измерения, что имеет большое значение при имеющейся ограниченной статистике. Приведены оценки различных систематических неопределенностей. Рассмотрено объ-

Zhit (cm) Mass (GeV/c2)
Рис. 2.11: Временное разрешение счетчиков TOF в зависимости от координаты z прохождения частицы в счетчике (слева). Распределение по реконструированной массе для частиц с импульсом меньше 1.2 ГэВ/с (справа).
цы в детекторе. Поскольку система TOF не имеет торцевых счетчиков, время пролета может быть получено только для частиц с поперечным импульсом превышающим 0.28 ГэВ/с.
Таким образом, для К /л идентификации в детекторе Belle используется следующая информация:
• Величина удельной ионизации dE/dx в CDC,
• Время пролета (TOF),
• Число фотоэлектронов (Npe) в АСС.
Поскольку результат идентификации частиц в каждой из перечисленных подсистем практически независим, глобальная функция правдоподобия определяется как произведение трех вероятностей, что данный трек оставлен частицей определенного сорта, каоном Рк или пионом Рп. Затем частица идентифицируется как каон или пион по величине отношения (PID):
РЮ(К) = —(2.1)
ГК +
PID('k) = -PID(K).
(2.2)