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Belle 実験における B の物理

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.

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Presentation Transcript

  1. Belle実験におけるBの物理 原　康二 名古屋大学

  2. Introduction • 現状 • bsqq 崩壊におけるTime-dependent CP Violation • B0KSp0p0崩壊におけるtCPV測定 • 今後の展望 • Btn, Dtn崩壊の観測 charged Higgsの検証 • Super KEKBへ

  3. KEKB加速器 L = 1.71x 1034/cm2/sec Crab cavity (LER) World record Luminosity • e-(8GeV) x e+(3.5 GeV)  Y(4S)  BB pairs • 22 mrad crossing angle • Operation since 1999 Crab cavity (HER) Crab crossing since 2007

  4. Integrated Luminosity crab cavities installed 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 Daily Luminosity(pb-1/day) Integrated Luminosity(pb-1) 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

  5. fCP Diagram for B0-B0 mixing including CKM complex phase. 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 f1 二つの崩壊経路の干渉  CP Violation

  6. b s b q q tCPV in bsqq • bsqqペンギン崩壊  標準理論(SM)を越えるNew Physicsに感度 標準理論:崩壊にCP位相なし New Physics s s s d ] f ] KS t + B0 d New PhysicsのCP位相との干渉 S = - sin2f1 A = 0 S = - sin2f1

  7. New Physicsの影響 • ANP, ASM : New physics, 標準理論のdecay amplitude • fNP : New physics のCP位相 squark-gluino penguin s b for mq≈mg~500GeV/c2 S.Khalil and E.Kou PRD67, 055009 (2003) and SuperKEKB LoI ~ ~ q q • |d|<10-2 (bsg等の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

  8. bsqq tCPV 昨年冬時点の状況 sin2f1eff≡-xfS (xf: CP固有値) • KSp0p0の結果は符号が標準理論とは反対 (約2sの差) • 結果はBaBar実験のみ　　　　(227x106 Bペア 使用) • KSp0p0のBelle実験の大統計データを使った測定 - 657x106 Bペア

  9. B0B0対生成 B0かB0かを決定Flavor tagging B0Ksp0p0崩壊を再構成 Time-dependent CPV測定の概要 B0とB0崩壊のDt分布からCP非対称パラメータ Sと Aを求める 崩壊時間Dt=(zrec -ztag)/cbg

  10. LR>0.9, good tag B0KSp0p0 tCPV 結果 Nsig=30732 tag=B0 tag=B0 標準理論期待値 (A,S)=(0,-sin2f1)からのずれ: 2.0 s 標準理論期待値 MB(GeV/c2) S = +0.43 0.49 0.09 A=-0.170.24  0.06

  11. KSp0p0 tCPV Comparison Belle -0.43+/-0.49+/-0.09 BaBar[hep-ex/0702010] -0.72+/-0.71+/-0.08 Average -0.52+/-0.41 X CCP=-A Belle 0.17+/-0.24+/-0.06 BaBar 0.23+/-0.52+/-0.13 Average 0.18+/-0.22 SM expectation

  12. 現在のbsqq tCPV 状況 • 2sレベルのずれ • 多くのモードでsin2f1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 sin2f1eff-sin2f1標準理論期待値

  13. 今後の展望 • 2009年までに～1ab-1 • bsqq のCP Violation 精密測定 現在の結果: 500fb-1  2倍の統計量 • Btn, Dtn 崩壊のObservation, 分岐比測定  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

  14. e+ (4S) B- B+ ne n n B++, +e+e B-X Btn, Dtu Analysis Concepts More than 2 neutrinos appear in B tn, Dtn decay Tagging side : Fully reconstruct B decays Signal side : Reconstruct particles from t decay  Require No other particles and Missing Energy

  15. B  + b H+? W+ • Possible contribution of charged Higgs (H+) in tree level. • In the SM: B(B) SM = (1.6 ±0.4)×10-4 B+ u t Belle result with 414 fb-1:First evidence of Btn 0.56 0.49 0.46 0.51 B(B++) = (1.79 ±±)×10-4 2s

  16. B  Dtn • D/D ratio sensitive to charged Higgs. Btn, Dtn “Observation” is the important milestone that can be achieved soon. c.f.) BaBar 209 fb−1 B(B  Dtn) significance=3.6s = (0.86 ± 0.24 ± 0.11 ± 0.06)%

  17. KEKB Super KEKB 50ab-1 1ab-1 Y.Ohnishi(KEK), BNM2008

  18. Physics Reach in bsqq 50 ab−1 理論・実験精度限界まで探索し尽くす 0.2 標準理論期待値 KSKSKS KS 0.02 ’KS sin21eff-sin21

  19. Discover New Phsyics of <O(0.1) Obtain new physics phase  constrain new physics model Expected asymmetry for J/KS(S=0.68) and KS(S=0.39) 5 ab−1 50 ab−1

  20. Br(BDtn) Charged Higgs Constraint Br(Btn) Charged Higgs Mass Reach 50ab-1 5ab-1 tanb=30 Not only Branching fraction D-p Angle Distribution in Dt(pn)n  Separate SM and Charged Higgs contribution CP Violation in Btn  Interference with “unparticle” physics + R. Zwicky arXiv:0707.0677 U. Nierste et al.arXiv:0801.4938

  21. Summary • bsqq のTime-dependent CP Violation測定の現状 • BKSp0p0崩壊のCPの破れを測定 • 標準理論期待値 S = -sin2f1とはで2.0 sの差 • 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bsqqのTime-dependent CP Violation精密測定 • Btn, Dtnの分岐比測定B崩壊におけるCharged Higgsの検証 Super KEKB

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