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Belle 実験における B の物理. 原 康二 名古屋大学. Introduction 現状 b sqq 崩壊における Time-dependent CP Violation B 0 K S p 0 p 0 崩壊における tCPV 測定 今後の展望 B tn, D tn 崩壊の観測 charged Higgs の検証 Super KEKB へ. KEKB 加速器. L = 1.71x 10 34 /cm 2 /sec. Crab cavity (LER). World record Luminosity. - PowerPoint PPT Presentation
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Belle実験における Bの物理
原 康二名古屋大学
Introduction現状
bsqq 崩壊における Time-dependent CP Violation
B0KS00崩壊における tCPV測定
今後の展望 BD 崩崩崩崩崩
崩 charged Higgsの検証 Super KEKBへ
KEKB加速器
e-(8GeV) x e+(3.5 GeV) Y(4S) BB pairs22 mrad crossing angleOperation since 1999
L = 1.71x 1034/cm2/secWorld record Luminosity World record Luminosity
Crab crossing since 2007Crab crossing since 2007
Crab cavity (HER)
Crab cavity (LER)
Integrated Luminosity
世界最高記録更新中∫Ldt=760fb-1
クラブ衝突運転低電流運転でルミノシティー増加を確認 電流を増強中
crab cavities installed
電子と陽電子のビーム電流とバンチごとのルミノシティの関係
Daily
Lum
inosi
ty(p
b-1/d
ay)
Inte
gra
ted L
um
inosi
ty(p
b-1)
Time-dependent CP Violation in B0 Decays
CP 固有状態への崩壊B0-B0 振動 小林・益川の CP 位相 1
Diagram for B0-B0 mixing including
CKM complex phase.
*tdV
*tdV tbV
tbV
0B
0B12 ie
fCP
A
A
二つの崩壊経路の干渉
CP Violation
tmtm
ftBftB
ftBftBA
dd
CPCP
CPCPCP
cossin
))(())((
))(())((00
00
ASPPPP
]
] KS
tCPV in bsqq
bsqq ペンギン 崩壊 標準理論 (SM)を越える New Physicsに感度
S = - sin21
A = 0
New Physics標準理論 : 崩壊に CP 位相なし
b s
q
q
+
New Physics の CP位相との干渉S = - sin21
d
b sssd
B0 t
New Physics の影響2
1
2
11
cos21
)22sin()2sin(22sin
SM
NPNP
SM
NP
NPSM
NPNP
SM
NP
AA
AA
AA
AA
fS
b s
q
q
• ANP, ASM : New physics, 標準理論の decay amplitude
• NP : New physics の CP位相
•||<10-2 (bs 崩崩 constraintでも O(1)の影響
Belle実験での New Physics発見可能性
squark-mixing の CP位相を測定
])()[(65])()[(14.0)(
)(232323230
0dRL
dLR
dRR
dLL
SSM
SSUSY
KA
KA
squark-gluino penguin
for mq≈mg~500GeV/c2
S.Khalil and E.Kou PRD67, 055009 (2003) and SuperKEKB LoI~ ~
sin21eff≡-fS
(f: CP固有値 )
KS00 の結果は符号が標準理論とは 反対 (約 2 崩崩結果は BaBar実験の み (227x106 Bペ ア 使用 )
KS00の Belle実験の大統計データを使った測定
657x106 Bペア
bsqq tCPV 昨年冬時点の状況
tmtmtt
tttA dd
fBfB
fBfBCP
CPCP
CPCP
cossin)()(
)()()(
00
00
AS
Time-dependent CPV測定の概要
B0と B0崩壊の t分布から CP 非対称パラメータ S と A崩 崩崩崩崩
B0Ks00 崩壊を再構成
崩崩崩崩 t=(zrec -ztag)/c
B0B0 対生成
B0 か B0 かを決定 Flavor tagging
LR>0.9, good tag
B0KS00 tCPV 結果
崩崩崩崩崩崩崩
(A,S)=(0,-sin21)からのずれ : 2.0
S = +0.43 0.49 0.09 A = 0.17 0.24 0.06
S = +0.43 0.49 0.09 A = 0.17 0.24 0.06
MB(GeV/c2)
Nsig=30732tag=B0
tag=B0
標準理論期待値
KS tCPV Comparison
X
SM expectation
CCP=A
Belle -0.43+/-0.49+/-0.09
BaBar[hep-ex/0702010] -0.72+/-0.71+/-0.08
Average -0.52+/-0.41
Belle 0.17+/-0.24+/-0.06
BaBar 0.23+/-0.52+/-0.13
Average 0.18+/-0.22
Seff12sin
現在の bsqq tCPV 状況•2 崩崩崩崩崩崩
• 多くのモードで sin21より 下方
標準理論期待値と逆方向
• 検証にはもっと統計精度を上げる必要がある
sin2eff-sin21標準理論期待 値
今後の展望
2009年までに~ 1ab-1
bsqq の CP Violation 精密測定 現在の結果 : 500fb-1 2倍の統計量 B, D 崩崩崩 Observation, 崩崩崩崩崩 Bの崩壊における Charged Higgs探索
の重要なステップ KEKB Super KEKB upgrade
Luminosity >10倍 CP Violation による New Physics phaseの精密測定 B崩壊による Charged Higgs探索
Belle 実験の観測に基づいた、 Design Optimization
More than 2 neutrinos appear in B Ddecay
Tagging side : Fully reconstruct B decays
Signal side :Reconstruct particles from decay
(4S)B- B+
e+
e
B++, +e+eB-X
BD Analysis Concepts
Require No other particles and Missing Energy
B
u
W+H+?b
B+
+
Possible contribution of charged Higgs (H+) in tree level.
In the SM: B(B) SM = (1.6 ± 0.4)×10-4
Belle result with 414 fb-1: First evidence of B0.460.51
0.560.49B(B++) = (1.79 ± ± )×10-4
2
B D D/D ratio sensitive to charged
Higgs.
B(B D) significance=3.6 = (0.86 ± 0.24 ± 0.11 ± 0.06)%
c.f.) BaBar 209 fb−1 B, D“Observation” is the important milestone that can be achieved soon.
Y.Ohnishi(KEK), BNM2008
Super KEKBKEKB
1ab-1 50ab-
1
Physics Reach in bsqq
0.02
0.2
50 ab−1
KSKSKS
KS
’KS
sin21eff-sin21
標準理論期待値
理論・実験精度限界まで探索し尽くす
Discover New Phsyics of <O(0.1)Obtain new physics phase constrain new physics model
50 ab−1
5 ab−1
Expected asymmetry forJ/KS (S=0.68) and KS (S=0.39)
2~~ GeV/c500 gq MM
+
tan=30
Br(B) Charged Higgs Mass Reach
CP Violation in B
Interference with “unparticle” physics
Not only Branching fraction
R. Zwicky arXiv:0707.0677
U. Nierste et al. arXiv:0801.4938
D- Angle Distribution in D
Separate SM and Charged Higgs contribution
Br(BD) Charged Higgs Constraint
5ab-1
50ab-1
Summary
bsqq の Time-dependent CP Violation測定の現状
BKS00崩壊の CPの破れを測定 標準理論期待値 S sin21 とはで 2.0 崩崩
BaBar実験の結果と同じく符号が標準理論期待値とは反対
標準理論との差の検証にはもっと多くのデータが必要
今後の展望約 2倍の統計量を使った bsqqの Time-dependent CP Violation精密測定B, Dの分岐比測定 B崩壊における Charged Higgsの検証
Super KEKB