1 / 35

Wieloneutrinowe rozpady B

Wieloneutrinowe rozpady B. motywacja metodyka wyniki plany. ~0.5 ab -1. http://belle.kek.jp. Hot !. Przykłady (najważniejsze). przewidywania MS. B  h .  O (10 - 5 ) O ( 10 -4 ) O ( 10 - 2 ). B      . B   D (*)  +  . Motywacja. …

chenoa
Download Presentation

Wieloneutrinowe rozpady B

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Wieloneutrinowe rozpady B • motywacja • metodyka • wyniki • plany ~0.5 ab-1

  2. http://belle.kek.jp Hot !

  3. Przykłady (najważniejsze) przewidywania MS • Bh O(10-5) O(10-4) O(10-2) • B  • BD(*)+

  4. Motywacja … N. Mahajan, BXs+ missing energy in models with large extra dimentions, PR D 68, 034012 (2003); J.H. Jeon et al., Exclusive B  M (M=,K,,K*) Decays and Leptophobic Z’ Model, PL B 636, 270 (2006); C. Bird et al., Dark matter pair-production in bs transitions, Mod. Phys. Lett. A 21, 457 (2006); T.M. Aliev et al., B  K(K*) + missing energy in Unparticle physics, hep-ph/0705.4542 … H  H H Z’ czułe na efekty „nowej fizyki” niewielkie efekty hadronowe  czyste teoretycznie słabo znane doświadczalnie wieloneutrinowe stany końcowe bardzo trudne pomiary

  5. Rekonstrukcja Btag: • przypadek z parą BB • wiemy, które cząstki z rozpadu Bsig • ograniczenia kinematyczne: Metody doświadczalne wieloneutrinowy rozpad B np. BK  Btag Bsig sygnatura: K+ NIC K (4S) rekonstrukcja Btag  fabryki B: e+e-(4S) BB Dwie metody rekonstrukcji Btag: • Zrekonstruować jedno B (Btag) i sprawdzić, czy pozostałe cząstki zgodne z poszukiwanym rozpadem B (Bsig). („ekskluzywna” rekonstrukcja Btag ) • Wybrać kandydata na Bsig i sprawdzić, czy pozostałe cząstki pochodzą z rozpadu B (Btag). I („inkluzywna” rekonstrukcja Btag )

  6. Rekonstrukcja B(tag)

  7. D0 KEKB / Belle Belle detector: multi-purpose, large-solid-angle magnetic spectrometer B+D0(K+p- p+p-)p+ pmis Btag B+ 8 GeV e- 3.5 GeV e+ Lpeak = 1.711034 B-sigt –(e-nn)n Integ. Lum. ~700 fb-1

  8. Bh(*) Oczekiwane częstości rozpadów w MS: Flavor Changing Neutral Current process: Z-mediated electroweak penguin + box diagrams J. H. Jeon et al., PL B 636, 270 (2006) Efekty „nowej fizyki” mogą zwiększyć częstości rozpadów nawet dwa rzędy wielkości

  9. Bh(*): analiza h(*) = K*+,K*0,K+,K0, +,0,+,0, 1. rekonstrukcja hadronowego rozpadu Btag: Btag  2. sygnatura poszukiwanego rozpadu Bsig: h(*) h(*)+ NIC (4S)  788K B  charakterystyka „niczego”??? 535 MBB EECL: energia resztkowa w kalorymetrze MC B tag dla sygnału: EECL 0 Mbc[GeV/c2] wydajność: ~0.10.3% czystość: ~55%

  10. 535 MBB Bh(*): wyniki PRL 99, 221802 (2007) UL@90%CL < 3.4x10-4 < 1.4x10-4 MC sygnału BFSM 20 < 1.4x10-5 < 1.6x10-4 pęd K+ < 1.7x10-4 Nb= 20.0  4.0, Nobs = 10 < 2.2x10-4 < 1.5x10-4 < 4.4x10-4 < 5.8x10-5 1.6 < p* < 2.5 GeV/c rozpady B z przejściem bc 2-ciałowe rozpady B =(np. BK*) tłumienie tła

  11. DAMA CDMS Ograniczenia dla NF (przykład) • sub-GeV and GeV dark matter solve several problems in astrophysics and cosmology: • high yield of positrons near galactic centres • 511 KeV photons in the emission from the Galactic bulge…. b s S S h C. Bird et al., PRL 93, 201803 (2004) lekkie cząstki skalarne

  12. B purely leptonic B decay: W-mediated annihilation Czyste teoretycznieprzewidywania MS: stała rozpadu B fB=0.2160.022 GeV; LQCD HPQCD Collab., PRL 95, 212001 (2005) sensitive to charged Higgs   occur in many extensions of the SM mbtan+mccot mtan amplituda rozpadu  mb m tan2

  13. 449 MBB B: analiza PRL 97, 251802 (2006) Btag h/l Widoczne produkty rozpadu   h= ,,(3), l = e,  81% of all modes l (4S)  Findsignal events from a fit to a sample of 54 events. 4.6stat. significance 3.5 (syst. included) FIRST EVIDENCE test symulacji MC próbka kontrolna BD*0l tło sygnał

  14. B++ : wyniki dla różnych kanałów rozpadu 

  15. 449 MBB B: wyniki PRL 97, 251802 (2006) |Vub| = (4.39  0.33)×10-3(HFAG) fB=0.2160.022 GeV; LQCD Heffects to branching fraction: Constraint on Charged Higgs (2HDM II) excluded rH W. S. Hou, PR D 48, 2342 (1993)

  16. BD(*) mbtan+mccot b c b c      W H mtan Theoretical tool: Heavy Quark Effective Theory (HQET) • Sensitive to extended Higgs sector • New Physics at tree level • Sensitive observables e.g.  polarization; possible O(1 ) effects Expected SM BF’s~O(10-2) inclusive BF(bc) = (2.48 0.26)% from LEP PDG 2007 • Y.Okada: • H-b-u vertex measured in B • H-b-c vertex measured in BD • H-b-t vertex measured in direct production by LHC.

  17. B0D*-+: metoda analizy czysta sygnatura D*- e++ pmis inkluzywna rekonstrukcjaBtag „czyste” łańcuchy rozpadów: D*-D0- e,D0 K+- e,D0 K+-0 , D0 K+- Etag = Ei - Ebeam Mtag = E2beam-(pi)2 sumowanie po wszystkich pozostałych cząstkach

  18. Dane MC B0D*-+: rekonstrukcja Btag Btag test rekonstrukcji Btag Mtag = E2beam-(pi)2 MC: sygnał czysty sygnał ~96% Próbka kontrolna : B0sig D*-+ tło Btag Bsig Q=0, no extra leptons, Npp=0 -0.25 GeV<Etag<0.05 GeV Mbc the same tag-side selection criteria

  19. D*e sygnał MC D**e hadronowerozpady B MC continuumqq Tło w rozpadach BD*-+  rozkład Mtag po wyborze par D*e (+  e+e) DANE Mtag[GeV/c2] Br(B0D*-e+e)= (5.350.20)% Br(B0D*-+)Br(+  e+e)  (0.25)%

  20. MC Xmis B0D*-+ : redukcja tła t enn(3) zmienne charakteryzujące rozpad Bsig − brakująca energia: EmisEbeam-ED*-Ee masa brakująca: MM2  (Emis)2 – (psig – pD* – pe/)2 masa wirtualnego W: MW2  (Eb – ED*)2 – (psig – pD*)2 widoczna energia:Evis Xmis(Emis – |pD*+pe|)/|pB| Xmis sygnał MC sygnał Evis<8.3 GeV Xmis>2.75

  21. D*e sygnał D**e MC Inne rozpadyB continuum MC B0D*-+: redukcja tła t enn przed… i po cięciach oczekiwany wyraźny sygnał I WIDOCZNY W DANYCH 535 MBB t enn tpn DATA Expected bckground (MC scaled to data luminosity)

  22. t(enn), D(K+p-) t(enn), D(K+p-p0) t(pn), D(K+p-) +12 -11 Ns=60 B0D*-+: wyniki 535 MBB Phys. Rev. Lett. 99, 191807 (2007) zsypane dane 6.7 (stat)  5.2(syst) tło: BD*-e

  23. Mmis 2 rozkład Mmis w oknie Mtag>5.27 GeV 2 2 B0D*-+: testy 535 MBB • check side-band regions tpn tpn tło-MC |COS12|>1 |COS12|<1 COS12= F(MM2, MW2) • check look-back plots sygnał MC tło kryteria selekcji bez cięcia Xmis>Xmis(min)

  24. channel BF fit variable SM e, DK 2.44 0.65% +0.74 e, DK0 1.69 -0.74% +0.84 Mtag , DK 2.02 -0.61% +0.68 combined 2.02 -0.37 % +0.40 e, 1.83 0.43% Mmis , 1.96 0.41% DATA 2 combined 1.90 0.35% , 2.05 0.56% cos12 B0D*-+: testy 535 MBB • seaparate fits to sub-channels • signal yield from „signal-side” varibales rozkład cos12 w oknie Mtag>5.27 GeV tło - MC Pierwsza obserwacja ekskluzywnego rozpadu z przejściem bc. Phys. Rev. Lett. 99, 191807 (2007)

  25. superKEKB Belle General Meeting, listopad 2007 A partial upgrade of KEKB and Belle will be carried out in 2009-2011 within our annual operation budget. Installation of additional RF and so on will continue after resuming operation in 2012. The target luminosity is 2x1035/cm2/sec." Detail of the machine upgrade plan will be shown soonby our KEKB colleagues. It will be designed in such a way that allows a further upgrade to 1036/cm2/sec…

  26. Emis Maria Rozanska for the Belle Collaboration

  27. SUMMARY Reach program of BEmis studies is being pursued in Belle • Bh(*) • new measurements for 6 modes (K*+, KS,0, 0, +, ) • improved upper limits for K+ and K*0 modes • upper limit at 90% CL for K+ mode  3BFSM • B • first evidence (3.5) of purely leptonic B decay • constraints on H competitive with direct searches • BD* • first observation (5.2) of exclusive B decay with bc transition in the B0D*- mode Looking forward to Super B-factory

  28. Belle Experiment 1.3 million B B pairs/ day Total ~770106 B B pairs _ _

  29. B  h(*): Systematic Uncertainties Associated with the normalization (siganl efficiency and N(BB)) in % Associated to BG signal-to-sideband ratio

  30. 50ab-1 Prospects forH± sensitivity Super B Factory B gD- t +n B gt +n 50ab-1 5ab-1 Preliminary

  31. B- signal selection • t lepton is identified in the 5 decay modes 81% of all t decay modes Total efficiency with t decay branching fraction : 15.81 0.05% All the selection criteria have been optimized to achieve the highest sensitivity

  32. B- systematic uncertainty • Signal selection efficiencies • Tag reconstruction efficiency : 10.5% Difference of yields between data and MC in the B- D*0l-ncontrol sample • Number of BB : 1% • Signal yield : signal shape ambiguity estimated by varying the signal PDF parameters BG shape : changing PDF • Total systematic uncertainty +22.5% - 25.7% +25.5% - 28.4%

  33. B0  D*- + Systematic errors (*) Total uncertainty of branching fraction: 18.5 % +1.6 -1.5 +2.6 -2.2 +3.6 -3.2 (*) peaking bg -1.0 1.2 5.0

  34. Checks: Look-back plots Distribution of a variable in signal-box (“N-1” cuts) data signal other D*tn modes background

  35. BD(*) - BaBar preliminary hep-ex/0707.2758 BF(B-  D0 ) = (0.630.380.100.06)%, BF(B-  D*0) = (2.350.490.220.18)%, BF(B0  D- ) = (1.030.350.140.10)%, BF(B-  D*-) = (1.150.530.040.04)% Combined B- and B0 : BF(B  D ) = (0.900.260.110.06)% (3.5), BF(B-  D*) = (1.810.330.110.06)% (6.2)

More Related