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KEK, Tokyo

Neue Resultate von Belle. KEK, Tokyo. Collaboration. Das Experiment. Übersicht neuer Resultate. Hinweise auf „neue Physik“ in B  f K s ?. Entdeckung einer neuen Charmonium Resonanz ?. Die Wiener Beteiligung – Messung von |V ub |. KEKB Collider. e -. e +.

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Presentation Transcript

  1. Neue Resultate von Belle KEK, Tokyo Collaboration • Das Experiment • Übersicht neuer Resultate • Hinweise auf „neue Physik“ in B f Ks ? • Entdeckung einer neuen Charmonium Resonanz? • Die Wiener Beteiligung – Messung von |Vub|

  2. KEKB Collider e- e+ Lpeak=1.0567 x1034cm-2sec-1 (!) Design=1034cm-2sec 8GeV 3.5GeV = 0.425 bg B-Factory (auf der 4s Resonanz) BB threshold

  3. SVD Der BELLE Detektor

  4. dsb u Vud Vus Vub c Vcd Vcs Vcb t Vtd Vts Vtb B0->ππ B0->rπ B0->J/Ks B0->fKs B0->D(*) D(*) B0-> D*π B0->D*r B->DCPK Die Physik von BELLE CKM-Matrix {i=1,k=3}: Vub*Vud+Vcb*Vcd+Vtb*Vtd = 0 Vub*Vud Vcb*Vcd Vtb*Vtd Vcb*Vcd  + 1 + = 0 -(rih) -(1-rih) rih Unitaritäts-Dreieck rih Vtb*Vtd Vcb*Vcd f2 Vub*Vud Vcb*Vcd (a) f3 f1 1 (g) (b) 0 Selbstkonsistent wenn SM korrekt

  5. B0 J/y Vcb KS V*2 td B0 B0 V* J/y Vcb td Vtb KS V* Vtb td Prinzip der f1-Messung mittels B  J/y Ks • keine theoretische Unsicherheit • experimentell sauber • „goldener Kanal“ sin2f1 (NEW World Av.) =0.736±0.049

  6. Prinzip der f1-Messung mittels B  J/y Ks Flavor-tag decay (B0 or B0 ?) J/ e fCP e t=0 KS z B - B B + B more B’s more B’s t z/(cβγ)

  7. Übersicht über neue Resultate • ca. 160/fb integrierte Luminosität bis Ende August 2003 • entspricht 152 Millionen B-Ereignissen • f1-Bestimmung wurde bereits zu einer Präzisionsmessung • Alternative Messung über B f Ks ergibt 3,5 s Abweichung – • Hinweis auf neue Physik? • Konsistenz mit Standardmodell bei anderen b  sss Kanälen • auch die Sensitivität für f2 ,f3 wird immer besser sin2f1 (Belle 2003, 140 fb-1) =0.733±0.057±0.028 sin2f1 (BaBar 2002, 81 fb-1)=0.741±0.067±0.033 CP = -1 sample sin2f1 = 0.73±0.06 CP = +1 sample sin2f1 = 0.80±0.13 sin2f1 (NEW World Av.) =0.736±0.049

  8. Übersicht über neue Resultate sin2f1 (Belle 2003, 140 fb-1) =0.733±0.057±0.028 sin2f1 (BaBar 2002, 81 fb-1)=0.741±0.067±0.033

  9. Neue Physik in B f Ks ? • B f Ks theoretisch sehr sauber • A = -0.15 ± 0.29 ± 0.07 • sin2f1eff= –0.96 ± 0.50 • 3,5 s Abweichung vom Präzisionsergebnis! • Wahrscheinlichkeit für Kompatibilität 0,05% 68 ±11 events

  10. Neue Physik in B f Ks ? • BaBar Resultat von 2002: • sin2f1eff= –0.18 ± 0.52 • Resultat 2003: • sin2f1eff= +0.45 ± 0.44 • Grund für Verschiebung ist eine • 1s statistische Fluktuation 70 ± 9 events Erst die Zukunft, mit mehr Statistik (und eventuell weiter verbesserter Analyse) wird die Antwort bringen! sin2f1 (NEW World Av.) =0.736±0.049

  11. Y(2S) Belle 304M B’s ? M(J/ Yp+p-) - M(J/ Y) GeV Neue Charmonium Resonanz ? • gefunden im Kanal B±-> K±(J/Yp+p-) • Masse: 3871.8±0.7±0.4 MeV • natürliche Breite < 3.5 MeV @ 90% C.L. • 34.4±6.5 Events, statist. Signifikanz 8.6s sin2f1 (NEW World Av.) =0.736±0.049

  12. q q Neue Charmonium Resonanz ? • Interpretation: • Masse gerade an der D0D*0 threshold • lose gebundenes “molecular charmonium”, oder ein Y(13D2) Zustand? • Ersteres in der Literatur diskutiert seit 1975: • ausgelöst durch komplizierte Struktur vons(e+e- ->hadrons) bei SPEAR • M. Bander, G.L. Shaw, P. Thomas, PRL 36, 695 (1976) • M.B. Voloshin, L.B. Okun JETP Lett. 23, (1976), Pisma Zh.Eksp.Teor.Fiz.23, 369 (1976) • A.De Rujula, H.Georgi, S.L.Glashow, PRL 38 (1977) • WW beschrieben durch p-Austausch gibt attraktive Kraft für DD*, BB* • N.A. Tornqvist, PRL 67, 556 (1991), Z.Phys. C61, 525(1994) • A.V. Manohar, M.B. Wise,Nucl.Phys. B339, 17(1993) Diquark Model (Qq) are colored D0D*0 molecule q A different idea from that time: q Q Q Q Q Stronger binding Loose binding Decays to (QQ)+(light mesons) via quark rearrangement which suppresses the width. “Discovery of the signal is very recent. Belle is working on this channel but is not ready to present any results” (Lepton-Photon 2003) sin2f1 (NEW World Av.) =0.736±0.049

  13. Wiener Beteiligung – Messung von Vub h Belle f1±1s 0.6 0.4 Belle f2±1s eK 0.2 -0.6 -0.4 -0.2 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 r 0.2 | Vub| 0.4 0.6 PDG 2002 + (BELLE 

  14. Messung von Vub • über den Zerfall B  pln • benötigt wird Formfaktor fB(q2) • der analoge Formfaktor fD(q2) • kann im Zerfall D  pln • gemessen werden • das Verhältnis fB /fD ist • durch numerische Methoden • (Lattice) gut bekannt

  15. K p recoil p K recoil Mass- / Vertex Fit „inverser“ Fit p e/µ Methode der Rekonstruktion Zusätzliche primäre Mesonen 3.5 GeV e+ e- 8 GeV D* D* p p D D recoil n K p p p

  16. Blick in die Daten (ca. 10 Millionen gefilterte Ereignisse, 50% der Gesamtstatistik) D* hadronisch D* semileptonisch 12020 D* candidates vor Fit 49810 D*± candidates 7666 D*0 vor Fit candidates mD* / GeV mD* / GeV

  17. Blick in die Daten (ca. 10 Millionen gefilterte Ereignisse, 50% der Gesamtstatistik) D semileptonisch Anzahl Primärteilchen D*D*pp D*D*KK 992 D0 D*D*ppp D*D*KKp candidates 112 D± D*D*p D*D* candidates vor Fit mD / GeV

  18. Blick in die Daten (ca. 10 Millionen gefilterte Ereignisse, 50% der Gesamtstatistik) Neutrino mass squared data MC ~ 110 D  Kln ~20 D  pln candidates Signal nicht-leptonischer Untergrund mn² / GeV² mn² / GeV²

  19. Ausblick • 500/fb integrierte Luminosität bis 2005 (ca. 3 fache Statistik) • weitere Steigerung der Luminosität – Super BELLE Was bringt die Zukunft? • eine weitere Präzisionsbestätigung des Standardmodells? • ...oder erhärten sich die Hinweise auf neue Physik? • B Physik beginnt gerade erst spannend zu werden... Ende

  20. Ereignisrekonstruktion in C++ bei BELLE PDA Seminar 11/02 Laurenz Widhalm

  21. Next: f2(α)from B|fcp>=p+p- Vub p+ B0 p- + V*2 V2 td ub V* Vub p- Vtb td B0 B0 p+ Vtb V* td

  22. Find: 78°≤ f2 ≤ 152° (95% C.L.) insensitive to d Indirect constraints (CKM fitter group): 78.3°≤ f2 ≤ 121.6° (95% C.L.)  consistent Constraints on the CKM angle φ2 (α) • Sππ, Aππ depend on 4 parameters: f2, f1[21.3°-25.9°], |P/T|[0.15-0.45], d -> plot confidence contours in (f2, d) for various |P/T| e.g. |P/T|=0.3 f1 =23.5° f2 d

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