Upload
graziana-riccio
View
214
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
IFAE, TORINO 15 aprile 2004 Lorenzo Vitale 1
Misure dell’angolo della matrice CKM in BaBar e
BELLELorenzo Vitale
Università e INFN Trieste
IFAE, TORINO 15 aprile 2004 Lorenzo Vitale 2
Outline
• Breve introduzione• Rassegna risultati nelle tre categorie di
dec.• Novità rilevanti conf. invernali (da BaBar):
1. Segno di da J/K* (K* KS0) 2. Test MS coi canali dominati dai pinguini– B0 K0 (KL nuova)– B0 →K+K-KS
– B0→KS
– B0→K– B0→f0(980)KS
• Conclusioni
IFAE, TORINO 15 aprile 2004 Lorenzo Vitale 3
Introduzione
z(CP)z(tag)
STADIO 1: Inclusive tag (lepton, K, …): tag(1-2w)2 29%
00)4( BBsee
ctagzCPz
t)()(
STADIO 2 Ric. autostato CPrec 1540%
28.0;nb1 had
bbbb
< z > 260 mz (RMS) 190 m
B factory asimmetriche ottimizzate per misure dipendenti dal tempo delle asimmetrie che violano CP nei decadimenti B0 in autostati di CP
STADIO 3 t da z
Luminosità integrate: ~190 fb-1 BaBar e 220 fb-1 BELLERisultati presentati: 110 (81) fb-1 BaBar e 140 fb-1 BELLE
IFAE, TORINO 15 aprile 2004 Lorenzo Vitale 4
Parametrizzazione Asimmetrie CP(t)
CPV nell’interferenza mixing-decadimento CPV diretta
f±(t) exp(–|t|/B) ( 1 ± D (S sin(mt) - C cos(mt)) ) R
2
2
21
1
1
2
CSB0
B0
fCP
Autostato CP
Mi
tdtb
tdtb eVV
VV
p
q 2
*
*
Rapporto ampiezze B0fcp/B0fcp
B mixing
D diluizione mis-tagR risoluzione temporale
Misurati dai dati
)sin()cos(
))(())((
))(())(()(
00
00
mtSmtC
ftBNftBN
ftBNftBNtA
ff
CP
Nel caso più semplice con 1 sola ampiezza :• Cf = 0• Sf = Im λ =-f sin 2β
IFAE, TORINO 15 aprile 2004 Lorenzo Vitale 5
Modi di decadimento per misurare sin2
b ccs Golden ModesJ/ KS, J/ KL, J/ K*, charmonio : MISURE PRECISIONE
b ccd Cabibbo-soppressi con possibile contaminazione diagrammi a pinguinoD(*)D(*), J/0 CONSISTENZA NEL MS
b sss, sdd Dominati dai diagrammi a pinguinoK0, K+K-KS , f0K0, ’K0 , 0 K0, K* PIÙ SENSIBILI A NUOVA FISICA
IFAE, TORINO 15 aprile 2004 Lorenzo Vitale 6
Decadimenti Vettore-Vettore
J/ K*0 e D*+D*- non sono puri autostati CP
Decadimenti Vettore-Vettore con tre onde parziali S, P, D
Ampiezze di trasversità: A0, A|| (CP = +1 pari), A (CP = -1 dispari)
Studi CP(t) sono più complicati …
Metodo più semplice:
Definire la frazione CP-dispari R = |A|2 /(|A0|2 + |A|| |2 + |A|2)
L’asimmetria CP diluita dal fattore K = (1 - 2R)
Altrimenti usare l’informazione degli angoli:
2D: Solo un angolo (trasversità)
4D: Tutti gli angoli (angolare completa)
… ma anche ricchi di ulteriori aspetti
IFAE, TORINO 15 aprile 2004 Lorenzo Vitale 7
Misure CP(t) in b→ccs
IFAE, TORINO 15 aprile 2004 Lorenzo Vitale 8
“Golden Modes”
• “Golden Modes”– Puliti teoricamente– Anche sperimentalmente piuttosto puliti
• Albero e pinguino dominante hanno la stessa fase debole
• In questo caso, Im() misura direttamente sin2• Non solo J/ KS:
– Anche ’KS, c1 KS, c KS (CP = -1) – J/ KL (CP = +1)– J/ K*0 (Mixed CP)
b
d
d
W cc
s
0B /J
0K0K0B
b
dW
s
d
c
cg
u,c,t
/J
Diagramma albero:(contributo dominante) Diagramma(i) pinguino:
(possibile piccolo contributo)
IFAE, TORINO 15 aprile 2004 Lorenzo Vitale 9
sin2 : risultati
Negli ultimi anni sin2 misurato con accuratezza crescente nel charmonioBaBar PRL 89, 201802 (2002)
81fb-1
0.741 ± 0.067(stat) ± 0.034(syst)
limitato ancora da statistica 0.043 non aggiornato da LP2003
BELLE CONF-0353 (LP’03) 140 fb-1
0.733 ± 0.057(stat) ± 0.028(syst)
MEDIA charmonio HFAG:
sin2 = 0.736 ± 0.049
Nel piano una delle 4soluzioni per è in buon accordo con le altre misure del triangolo di unitarietà
IFAE, TORINO 15 aprile 2004 Lorenzo Vitale 10
Novità dal charmonio B0 J/K* (K* KS0)
Si può ridurre ambiguità su misurando il segno di cos2. BaBar: nuovo metodo e prima misura con eventi J/K* • Il contenuto CP del decadimento
Scalare→Vettore Vettore B0→J/K*0(892) é sia pari-dispari
• Cos2 compare dall’interferenza CP-pari CP-dispari nelle osservabili:
• 0,||,: fasi forti nelle ampiezze di decadimento:
||,,0;e iAA iiii
• Le fasi forti possono essere misurate con tutti i decadimenti neutri e carichi B→J/, a meno di una doppia ambiguità:
• Ambiguità che si può rompere studiando l’intensità relativa onda dominante p e onda s del K* in funzione di m(KS0)
2coscos
2coscos
0
||
00||
00||
,
,
IFAE, TORINO 15 aprile 2004 Lorenzo Vitale 11
BaBar: misura del segno di cos2
PRELIMIN
ARY !!!
cos2 misurato mediante analisi angolare CP(t) del campione B0→J/(KS)*0 (solo 104 eventi taggati in 82 fb-1 )– Il fit con sin2libero:
– Fit con sin2 = 0.731:• Assumendo che sin2 e
cos2 vengano dallo stesso angolo 2, simulando 2000 toy MC:
Si escluderebbe cos2
sin220.68 @ 89% CL
57.010.02sin
)syst(27.0)stat(32.32cos 76.096.0
27.072.22cos 50.079.0
IFAE, TORINO 15 aprile 2004 Lorenzo Vitale 12
Misure CP(t) in bccd
IFAE, TORINO 15 aprile 2004 Lorenzo Vitale 13
Modi Cabibbo-soppressi
b
d d
Wccd )(D
)(D0B0B
t,c,ub
dd
W
d
)(D
c
cg
)(D
B0 D(*)D(*) e B0 J/0 :Cabibbo soppressi livello albero
Albero misura sin2 dalla transizione bccd(consistenza con J/ψKS,L )
Pinguini sono previsti O(<10%) nel MSma potrebbero essere aumentati da nuova fisica
IFAE, TORINO 15 aprile 2004 Lorenzo Vitale 14
Analisi angolare CP(t) in D*+D*-
BaBar PRL (hep-ex/0306052)
120 eventi taggati con 81fb-1
Im = 0.05 0.29 0.10
= 0.75 0.19 0.02
t (ps)
f±(θtr,t) exp(–|t|/B) {G(i,K;θtr) ±
[S(i,K;θtr) sin(mt) – C(i,K;θtr)cos(mt)] }K = 1 – 2R┴ angular dilution
R = 0.063 0.055 0.009Quasi completamente CP-pari
Consistenza rispetto al charmonio a livello di 2.5σ
IFAE, TORINO 15 aprile 2004 Lorenzo Vitale 15
B0 J/0
40 eventiin 82 fb-1
SJ/ = 0.05 ± 0.49(stat) ± 0.16(syst)
CJ/ = 0.38 ± 0.41(stat) ± 0.09(syst)
PRL91, 061802 (2003)
BELLE preliminare
103 eventiin 140 fb-1
IFAE, TORINO 15 aprile 2004 Lorenzo Vitale 16
Riassunto risultati
2
2
21
1
1
2
CS
Complessivamente in questi modi c’è quindi una discreta consistenza col charmonio
IFAE, TORINO 15 aprile 2004 Lorenzo Vitale 17
Misure CP(t) in bsss (sdd)
IFAE, TORINO 15 aprile 2004 Lorenzo Vitale 18
Modi dominati dai pinguini
• In visione “naive”:– C=0
– S=-f.sin2
• GRANDE INTERESSE HANNO DESTATO RECENTEMENTE LE MISURE PUBBLICATE DA BELLE
• I modi dominati dai pinguini, ad es. B0→K0,
sono sensibili a nuova fisica attraverso il loop.
• Anche qui si misura un valore sin2eff che può differire da sin2 nel MS al più di 0.2-0.4, a seconda del modo
IFAE, TORINO 15 aprile 2004 Lorenzo Vitale 19
Risultati BELLE, PRL 91, 261602 (2003)
Interpretato da BELLE come evidenza di nuova fisica
CP dispari
CP pari
CP dispari
Modo S C
B0 KS-0.96 ± 0.50 +0.09 0.15 ± 0.29 ±
0.07
B0 K+K-KS -0.51 ± 0.26 ± 0.05+0.18
0.17 ± 0.16 ± 0.04
B0 ’K0 +0.43 ± 0.27 ± 0.05 0.01 ± 0.16 ± 0.04
-0.11
IFAE, TORINO 15 aprile 2004 Lorenzo Vitale 20
BABAR
BABARB0→KL
B0→KS
asymmetry
asymmetry
tag0B
tag0B
tag0B
tag0B
BaBar B0→KS; B0→KL (nuovo)
• Nel MS, misura:~ +sin2, per B0→KS
~ -sin2, per B0→KL
)syst(10.0)stat(33.010.0
)syst()stat(34.047.0
0
008.006.0
K
K
C
S
L=108fb-1
B0→KS
70±9 eventi
BABAR B0→KL
52±16 eventi
BaBar consistente col MS e 2.4 da BELLE
IFAE, TORINO 15 aprile 2004 Lorenzo Vitale 21
BaBar B0→K+K-KS; B+→K+KSKS
• Decadimento a 3 corpi B0→K+K-KS
(esludendo eventi B0→K0);
• Si misurano anche i BR per determinare la frazione CP-dispari, attraverso le relazioni di simmetria di isospin [Belle PRD69, 012001 (2004)]:
)(
)(200
00
KKKB
KKKBf SSeven
B0→K+K-KS201±16 eventi
B+→K+KSKS122±14 eventi
BABAR
L=111fb-1
IFAE, TORINO 15 aprile 2004 Lorenzo Vitale 22
CP(t) con B→KKKS
• Determinazione ƒeven :– Br(B0→K+K-K0)=
(23.8±2.0±1.6)×10-6
– Br(B+→K+KSKS)=
(10.7±1.2±1.0)×10-6
– ƒeven=0.98±0.15±0.04– Confermato anche dalla
distribuzione angolare;
• Quindi S~–sin2
BABAR tag0B
tag0B
asymmetry
)syst(09.0)stat(19.010.0
)()syst(04.0)stat(25.056.0
0
00
17.0
S
S
KKK
evenKKK
C
fS
IFAE, TORINO 15 aprile 2004 Lorenzo Vitale 23
BaBar B0→0KS
• Misura S~sin2 nel MS;
• La direzione del KS usata per determinare il vertice del B0:– Vincolo in x-y del beam-spot;
BABAR
BABAR
L=113 fb-1
122±16 events
tag0B
tag0B
asymmetry
)syst(10.0)stat(40.0
)syst(11.0)stat(48.0
27.028.0
38.047.0
00
00
S
S
K
K
C
S
IFAE, TORINO 15 aprile 2004 Lorenzo Vitale 24
BaBar B0→K*K* KS0)
•Quasi self-tagging grazie all’elicità del fotone•Misura S~0 (2ms/mbsin2) nel MS•Però nuova fisica potrebbe aumentare il rate di decadimenti ad una data elicità e quindi S0•Tecnica ricostruzione vertice simile a B0→0KS
validata in entrambe le analisi con
–B0→J/KS e B+→+KS, ignorando J/ o +
–Vita media B0
L=113 fb-1
105±14 eventi S = 0.25 ± 0.63(stat) ± 0.14(syst)
C = -0.56 ± 0.32(stat) ± 0.09(syst)
IFAE, TORINO 15 aprile 2004 Lorenzo Vitale 25
B0→f0(980)KS
→
• Studi recenti [hep-ph/0011191 (2000)] sulla struttura del mesone scalare ƒ0(980) favoriscono stato qq.
• Decadimento potrebbe essere pinguino b→sss dato che:– ss consistente; b→uus albero doppiamente Cabbibo
soppresso rispetto al leading penguin.
• In questo caso il decadimento misura:
2sin00
SKf
S
Analisi Quasi 2-body :Si taglia sul Dalitz plot per ridurre contributi da 0 e f0(1370)
BABARL=111fb-1
94±14(stat)±6(syst) evts
TotalContinuumAll bgk.
IFAE, TORINO 15 aprile 2004 Lorenzo Vitale 26
CP fit of B0→f0(980)KS
• Consistency check: fit dello spettro di massa +- con Breit-Wigner relativistica
• Risultati del fit CP :
tag0B
tag0B
asymmetry
BABAR
)syst(12.0)stat(36.027.0
)syst(10.0)stat(62.1
00
00
56.051.0
S
S
Kf
Kf
C
S
TotalContinuumAll bgk.
L=111fb-1BABAR Total
ContinuumAll bgk.
IFAE, TORINO 15 aprile 2004 Lorenzo Vitale 27
Riassumendo
BaBar vs. BELLE
IFAE, TORINO 15 aprile 2004 Lorenzo Vitale 28
CONCLUSIONI
• sin2misurato con precisione nel charmonio
• Segno di da J/K* (K* KS0) • Molte misure nuove• Risultati consistenti per sin2 nei canali
Cabibbo soppressi e dominati dai pinguini • Con la possibile eccezione di
– Misura di BELLE in B0 KS
– Media delle misure non charmonio