Измерение вероятностей распадов B → D(*)ηιν

• Автор: Ливенцев, Дмитрий Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 102 с. : ил.

Содержание
Введение
1 История изучения полулептонных распадов В-мезонов
1.1 Открытие и изучение 6-кварков
1.2 Слабые распады 6-кварков
1.3 Существующие экспериментальные данные
1.3.1 Измерение распада В0 —► D*~C+ v
1.3.2 Измерение распада В —> D£+v
1.3.3 Измерение распадов В —* D**£+v
2 Описание полулептонных распадов В-мезонов
2.1 Симметрия тяжёлых кварков
2.2 Спектроскопия S- и Р-волновых состояний Л-мезонов
2.3 Лагранжиан HQET
2.4 Полулептонные распады в HQET
2.5 Правила сумм
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 черенковского излучения
3.2.4 Система измерения времени пролёта частиц
3.2.5 Электромагнитный калориметр
3.2.6 Мюонная система
3.2.7 Идентификация заряженных треков

3.2.8 Триггерная система
3.3 Моделирование детектора
4 Метод тагирования полным восстановлением
4.1 Методы изучения полулептонных распадов
4.2 Восстановление промежуточных частиц
4.3 Восстановление пары ВЁ
5 Изучение распадов В —►
5.1 Нормировочные распады В —► Б£+и
5.2 Источники фона и его описание
5.3 Измерение относительной вероятности
распадов В —> Бтт£+ы
5.4 Изучение резонансной структуры
5.5 Изучение характеристик распадов В —* 1)*'**£+и, Б*’** —> О к
5.6 Оценка систематических ошибок измерений
5.7 Обсуждение результатов
Заключение
Благодарности
Список литературы

Введение
Стандартная модель (СМ) описывает сильные, слабые и электромагнитные взаимодействия трёх поколений кварков и лептонов. Основной задачей физики высоких энергий в последние десятилетия является определение параметров СМ, проверка её предсказаний и поиск физики за её пределами (Новая физика). До сих пор СМ с удивительной точностью описывает все наблюдаемые в микромире процессы.
Изучение 5-мезонов — важнейший инструмент физики высоких энергий. Благодаря большой массе 6-кварка (тпь Aqcd и, следовательно, аа(тщ) ~ 10-1) и богатству процессов, в которых он участвует, 5-физика открывает широкие возможности по изучению параметров СМ и поиску процессов, не описываемых ей.
Начиная с 80-х годов, исследованию В-мезонов был посвящён целый ряд экспериментов: ARGUS, CLEO, ALEPH, DELPHI, L3, OPAL и др. В 90-х годах для изучения 5-мезонов и поиска С'P-нарушения в их распадах были запущены 5-фабрики КЕКВ (КЕК, Япония) и PEP-II (SLAC, США), характеризующиеся беспрецедентно высокой светимостью, на которых работают детекторы Belle и ВаВаг.
Полулептонные распады занимают особое положение среди слабых распадов 5-мезонов. Это исключительно спектаторные процессы, обеспечивающие самое точное измерение матричных элементов |К,ь| и |Кь|. В отличие от адронных распадов теоретические неопределённости описания полулептонных переходов существенно меньше. Относительная инклюзивная вероятность полулептонных распадов 5-мезона измерена с хорошей точностью и составляет (10.2 ± 0.9)% для 5 * и (10.5 ± 0.8)% для 5° [1]. Однако измеренные эксклюзивные полулептонные распады 5-мезона в основные состояния 5-мезона (5 —* D£+u и 5 —> D*£hv) составляют только 70-80% от полной вероятности. Поскольку относительная вероятность полулептонных распадов за счет Ь —» и перехода мала (~ 10 ч [1]), “недостающие” распады следует искать среди распадов в возбуждённые состоя-

числами, в то время как для высокого значения ц2(1 ГэВ) = 0.55 ГэВ2 можно получить согласие при с:2 ~ 450 МэВ.
Диапазон изменения ы для I)*' относительно узок: 1 < и; < 1.4. Если считать, что функции Т|/2(з/2](ш) изменяются плавно, а различные комбинации ии перед |т(ы;)|2 в формулах (2.7) дают примерно одинаковый вклад, то вероятности рождения конкретных О** пропорциональны соответствующим |т(1)|2. Тогда главный вывод проведённых вычислений заключается в том, что распады в узкие состояния дублета с = 3/2 должны доминировать над распадами в £)** с зч = 1/2 (см. также обзор [7] и ссылки, приведённые в обзоре, для более детальной информации).