1 / 27

ROZPADY B Z PRZEJŚCIEM b s

ROZPADY B Z PRZEJŚCIEM b s. ?. dlaczego szukamy efektów „nowej fizyki” w rozpadach B; wybrane wyniki dla procesów b s ; podsumowanie. A.Bożek IFJ PAN Kraków. Zapach w modelu standardowym (MS). . c.  . s.  e. e. u. d. t. b. .  . elementarne składniki materii.

beth
Download Presentation

ROZPADY B Z PRZEJŚCIEM b s

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. ROZPADY B Z PRZEJŚCIEM bs ? • dlaczego szukamy efektów „nowej fizyki” w rozpadach B; • wybrane wyniki dla procesów bs; • podsumowanie. A.Bożek IFJ PAN Kraków A.Bożek

  2. Zapach w modelu standardowym (MS)  c  s e e u d t b   elementarne składniki materii LEPTONY KWARKI Sześć rodzajów (zapachów) kwarków i leptonów zgrupowanychw trzech rodzinach. • Dlaczego trzy rodziny? • Związek między rodzinami kwarków i leptonów? A.Bożek

  3. Zapach w modelu standardowym c s u d t b nośniki oddziaływań W  g Z słabe … … silne Macierz Cabbiby-Kobayashiego-Maskawy (CKM) zawiera informację o sile przejść ze zmianą zapachu elektromagnetyczne • Co odpowiada za hierarchię mas i sprzężeń Vij? A.Bożek

  4. “data” Poszukiwanie nowej fizyki w rozpadach B • (KL+-)/(K++)  czwarty kwark c; • częstość oscylacji K0  mc; • łamanie CP w rozpadach K0  3 rodziny kwarków; • częstość oscylacji B0  mt170 GeV; • pomiary w rozpadach B komplementarne wobec bezpośrednich poszukiwań na LHC; sprzężenia kwarku t mierzymy w fabrykach B, np.: pomiary masy kwarku t w CDF i D0 Vtd =|Vtd| e-i =(21.51.0) Efekty nowej fizyki w rozpadach B  odchylenia od przewidywań modelu standardowego. Potrzebne czułe obserwable, z małymi niepewnościami teoretycznymi, np. asymetrie CP, polaryzacje… M [GeV/c2] A.Bożek

  5. Kwarki b i fizyka zapachów o - D- Vub=|Vub|e-i warunek unitarności Vtd =|Vtd| e-i |Vcb|  rozpady z przejściem bc, np. B D(*)e+e, B  Xce+e |Vtd|  oscylacje B0-B0 faza macierzy CKM - nieredukowalna faza w lagranżjanie  łamanie symetrii CP (CPV) (mechanizm Kobayashiego-Maskawy) |Vub|  rozpady z przejściem bu, np. B   e+e, B  Xue+e , ,  asymetrie CP Różnorodne charakterystyki procesów z udziałem kwarku b, a zwłaszcza relacje pomiędzy mierzonymi obserwablami dostarczają precyzyjnych testów modelu standardowego i stanowią dogodne miejsce do szukania efektów „nowej fizyki”. A.Bożek

  6. Fabryki b Formacja (4S) w zderzeniach e+e- Zderzenia hadronów wysokich energii B = B0,B+ hh bb + X e+e- (bb ) BB ((4S) BB)>96%; (BB )/ tot~ 0.25 b/b  B0 /B0, B, Bs, Bc, b, ... FNAL: TEVATRONpp (2000 GeV) ~109bb/rok; (bb )/ tot~ 10-4 D0 i CDF SLAC:PEPII e-(9.1GeV)e+(3GeV) Lpeak=1.21034/cm2/s BaBar 600 milionów parBB PEPII zamknięto 7.04.2008 KEK:KEKB e-(8GeV)e+(3.5GeV) Lpeak=1.711034/cm2/s ~108BB/rok; Belle >milionBB-par/dzień >800 milionów parBB ciekawe wyniki dla Bs z testowych naświetlań przy energii (5S) A.Bożek

  7. Wybrane wyniki B0 B0 ACP(t)  dN/dt(B0f) - dN/dt(B0f) S (spośród >700 artykułów, cytownych ~19000 razy ) • obserwacja łamania CP w rozpadach B0J/K0S(L) dN/dt(B0J/K0) stan własny CP Jak wyglądają charakterystyki czasowe rozpadów? B0B0 asymetria: ACP(t) = Ssin(mdt) W rozpadach B łamanie symetrii CP jest duże ! pierwsza obserwacja przez Belle i BaBarw 2001 A.Bożek

  8. CPV in K0 S CPV in B0,… Łamanie CP w rozpadach Bi macierz CKM  dlaB0J/K0 :S= sin(2) 1 Mechanizm Kobayashiego-Maskawy jest potwierdzony doświadczalnie. Macierz CKM jest unitarna z dokładnością do 10%. A.Bożek

  9. Poszukiwanie Nowej Fizyki • sprawdzanie unitarności macierzy CKM • Rozpady półleptonowe Vcb, Vub, Vcs • Mieszanie Vtd ,Vts • CPV  pomiar kątów , ,  (1,2,3) • Rzadkie rozpady: • procesy zachodzące poprzez pętle; • nowe fazy łamiące CP, • polaryzacje, • czysto leptonowe i pół-tauonowe rozpady B; • procesy egzotyczne (zero w MS); Bazowanie na odchyleniach od MS; wymaga pewnych przewidywań A.Bożek

  10. ~ c- ~ w teoriach supersymetrycznych: ~ ~ g ~ t x b x ~ ~ c s Procesy z przejściem bs przejście bsw modelu standardwym: diagram pętlowy kwarkiem t i bozonem W Jeżeli nowa fizyka przy skali O(1)TeV  obserwowalne efekty w rozpadach B już przy obecnej czułości eksperymentów nowe fazy – nowe źródła łamania CP Jeżeli nowe cząstki dostępne na LHC, to w rozpadach B oczekujemy efektów 0.1. A.Bożek

  11. Efekty NF w przejściach b  s e.g.:Extra dimensions (by Randall & Sundrum) b  s ACP(t)  ms/mbsin(2) (SM) B0K* ACP(t) ~ O(1) (RS) b  sl+l- BrSM(1+O(1)) (RS) b  sqq ACP(t)  sin(2) (SM) B0K0 ACP(t)  sin(2 O(.2)) (RS) ACP(t)  2 (SM) Bs  Bs B0 ACP(t) ~ O(1) (RS) A.Bożek

  12. Asymetrie CP w rozpadach b  sqq B0 B0J/K0 K0, ’K0… stany własne CP ,’… B0 ACP(t) = S(ss)K0sin(mdt) model standardowy:S(ss)K0=SJ/K0= sin(2) BF(b  sqq) ~10-510-6BF(B0J/K0 )= 8.710-4 odchylenie 2.1 od MS średnia z rozpadów B0(ss)K0 A.Bożek

  13. b  sqq QCDF -0.1 0.1 0.2 0 Dsin2f1 • W MS małe przesunięcie sin2jest możliwe: • „zabrudzenie” przez bu • Im(Vts)≠0 at O(l4) • oddziaływania w stanie końcowym Mniejsze niż bccs w 7 z 9 kanałach Naiwne uśrednienie po rozpadach b  ssin2eff = 0.56 ± 0.05 2.1odchylenia od MS (CL=3%) A.Bożek

  14. ACP  N(Bf) - N(Bf) |A1||A2|sinsin Asymetria CP: N( B0 K+- )  N(B0  K+-) ? ”Zagadka BK” B0K+_ Vub  Główne amplitudy MS B+K+0  A.Bożek

  15. ACP  N(Bf) - N(Bf) asymetria: Belle Collab., Nature, 452, 332 (20 March 2008) ACP= -0.0940.018 (stat) 0.008(syst) B0K+_ B0K_ + ACP= -0.1070.018 (stat)+0.007(syst) ACP= -0.0860.023 (stat) 0.009(syst) -0.004 ACP= +0.070.03 (stat) 0.01(syst) B_K_0 B+K+0 ACP= +0.030.04 (stat) 0.01(syst) M(K) ”Zagadka BK” 0 ~4.4 dodatkowe amplitudy dla BK0: ?  A.Bożek

  16. Polaryzacja w rozpadach BV1V2 z przejściem b  s V1,V2 – mezony wektorowe 3 amplitudy:A1 =01 BK* MS: |A10| >> |A1+1|, |A1-1| A10 MS: fL0.9 B0+-: fL=0.980.03 B0: fL=0.910.05 Belle 2004 BaBar 2007 BK*: fL=0.520.080.03 BK*: fL=0.490.050.03 B0K*0: fL=0.450.050.02 B00K*0: fL=0.570.12 BK*0: fL=0.480.08 A.Bożek

  17. Polaryzacja w rozpadach b  sqq supersymetria A10 |A10| >> |A1+1|, |A1-1| oddziaływanie skalarne A1+1 |A1+1| >> |A10|, |A1-1| potrzebne dokładniejsze pomiary polaryzacji w rozpadach z przejściem bd A.Bożek

  18. Pierwsza obserwacja2006CDF & D0 @ TEVATRON częstość oscylacji: ms=17.770.12 ps-1 ACP(t)  SJ/ sin(2s) Efekty nowej fizyki w rozpadach Bs ? Bs  Bs |Vts|/|Vtd|  5 Zgodne z pośrednim oszacowaniem na podstawie pomiarów elementów macierzy CKM: ms=18.62.3 ps-1 d  s ACP(t)  SJ/K0 arg(Vtd) MS: s= arg(Vts) 0 A.Bożek

  19. Efekty nowej fizyki w rozpadach Bs ? 2007-2008: pierwsze pomiary CDF i D0 ΦBs = (-19.9 ± 5.6)oU(-68.2 ± 4.9)o Połączona analiza dostępnych obserwabli w rozpadach Bs arg(Vts)  0 >3 ms, s,Bs, ASL M. Bona et al. (UTfit Colab.), arXiv:0803.0659 [hep-ph] (March 2008) A.Bożek

  20. b  s Rozpad wyjątkowo czuły na Nowa Fizykę BXs - zestawienie TEVATRON A.Bożek

  21. Bs wBelle Analog BK* 23.6 fb-1 @ (5S) Pierwszy obserwowany rzadki rozpad Bs! Belle Collab. (J. Wicht et al.), PRL 100, 121801 (08) P. Ball et al., PRD 75, 054004 (07) A.Bożek

  22. b  sl+l- • Wiele miejsc gdzie NF może się ujawnić; • Wiele obserwabli do badania struktury NF. A.Bożek

  23. Przyszłe fabryki b Formacja (4S) w zderzeniach e+e- Zderzenia hadronów wysokich energii hh bb + X e+e- (4S) BB ((4S) BB)>96%; (BB )/ tot~ 0.25 b/b  B0 /B0, B, Bs, Bc, b, ... LHC 105106bb/s; (bb )/ inel~ 0.006 ATLAS CMS LHCb – specjalny detektor dla fizyki b optymalizacja dlaL=2×1032/cm2/s Lpeak21035/cm2/s 210 9BB/rok 210 9 +-/rok world record SuperKEKB(przebudowa KEKB) uniwersalne spektrometry; fizyka b w pierwszej fazie LHC (L~1033/cm2/s) >millionBB-pairs/day>800 millionsBB-pairs so farinteresting results on Bs from test runs at (5S) docelowa świetlność ~81035/cm2/s 50 ab-1 SuperBelle SLAC:PEPII e-(9.1GeV)e+(3GeV) Lpeak=1.21034/cm2/s BaBar INFN Lpeak>1036/cm2/s Frascati A.Bożek

  24. Sensitivity Comparison ~2020 Super-LHCb 100 fb-1 vs Super-B factory 50 ab-1 (preliminary) Indirect measurement from other CKM elements sin(2s) Bs sin(2)=0.7360.042 • LHCb 2.9  deviation”|Vub| tension” M. Neubert, Moriond 2007 direct measurements from ACP(t) in BfCP common sin(2)=0.6680.028 • Super B Najważniejsze pomiary • Trójkąt unitarności z dokładnością O(1%): amplitudy drzewiaste(|Vcb|, |Vub|, ) i z pętlami (|Vtd|,) • Pomiary inkluzywne (czystsze teoretycznie):b u,b s, b d, b sl+l-… • Nowe źródła łamania CP:precyzyjne pomiary w procesach bs; Długa lista ważnych pomiarów • Oddziaływania przez prądy prawoskrętne: CPV w BK*; • Naładowany bozon Higgsa:poszukiwania w rozpadach Bi BD(*); • Oddziaływania skalarne: Bs+- no decay vtx., multiple ’s.. Komplementarne pomiary w (Super-)LHCb i SuperBelle S. Stone, SuperB numbers : M Hazumi A.Bożek

  25. PODSUMOWANIE • niewielkie (<4.5) odstępstwa od MS zaobserwowano w hadronowych rozpadach z przejściem bs; • radiacyjne i półleptonowe rozpady B z przejściem bs zgodne z MS  silne ograniczenia na parametry SUSY; • rozstrzygające wyniki z LHCb i SuperBelle. NP@ LHC NP@ B flavour structure of NP discrete symmetry in NP flavour structure of NP NO NP@ LHC NO NP@ B flavour structure of NP A.Bożek

  26. b  sqq pomiar polaryzacji A.Bożek

  27. b  sqq pomiar polaryzacji A.Bożek

More Related