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Neue Resultate von BELLE FAKT ÖPG 2003 / Strobl L. WIDHALM - Vienna
KEK, Tokyo
Neue Resultate von Belle
• Das Experiment
• Übersicht neuer Resultate
• Hinweise auf „neue Physik“ in B Ks ?
• Entdeckung einer neuen Charmonium Resonanz?
• Die Wiener Beteiligung – Messung von |Vub|
Collaboration
Neue Resultate von BELLE FAKT ÖPG 2003 / Strobl L. WIDHALM - Vienna
Lpeak=1.0567 x1034cm-2sec-1 (!)Design=1034cm-2sec
KEKB Collider
e-
8GeV
e+
3.5GeV
= 0.425
B-Factory(auf der 4s Resonanz)
B-Factory(auf der 4s Resonanz)
BBthreshold
Neue Resultate von BELLE FAKT ÖPG 2003 / Strobl L. WIDHALM - Vienna
SVD
Der BELLE Detektor
Neue Resultate von BELLE FAKT ÖPG 2003 / Strobl L. WIDHALM - Vienna
Die Physik von BELLE
Selbstkonsistent wenn SM korrekt
Vtb*Vtd
Vcb*Vcd
Unitaritäts-Dreieck
Vub*Vud
Vcb*Vcd
Vtb*Vtd
Vcb*Vcd
+ 1 + = 0
i i
{i=1,k=3}: Vub*Vud+Vcb*Vcd+Vtb*Vtd = 0 d s b
u Vud Vus Vub
c Vcd Vcs Vcb
t Vtd Vts Vtb
CKM-Matrix
1
i
0
BB00->ππ->ππBB00->->ππ
BB00->J/->J/KKss
BB00->->KKss
BB00->D->D((**) ) DD((**))BB00-> D*π-> D*πBB00->D*->D*B->DB->DCPCPKK
Vub*Vud
Vcb*Vcd
1
2
3
Neue Resultate von BELLE FAKT ÖPG 2003 / Strobl L. WIDHALM - Vienna
Prinzip der 1-Messung mittels B J/Ks
• keine theoretische Unsicherheit• experimentell sauber• „goldener Kanal“
B0
B0 B0
Vcb
VtbV*
V*Vtb
V*2
td
td
td
J/
J/
KS
KS
Vcb
Neue Resultate von BELLE FAKT ÖPG 2003 / Strobl L. WIDHALM - Vienna
Prinzip der 1-Messung mittels B J/Ks
t z/(cβγ)
Flavor-tag decay(B0 or B0 ?)
J/
KS
B - B
B + B
ee
more B’s
more B’s
zt=0
fCP
Neue Resultate von BELLE FAKT ÖPG 2003 / Strobl L. WIDHALM - Vienna
Übersicht über neue Resultate
• ca. 160/fb integrierte Luminosität bis Ende August 2003• entspricht 152 Millionen B-Ereignissen• 1-Bestimmung wurde bereits zu einer Präzisionsmessung• Alternative Messung über B Ks ergibt 3,5 Abweichung – Hinweis auf neue Physik?• Konsistenz mit Standardmodell bei anderen b sss Kanälen• auch die Sensitivität für 2 3 wird immer besser
sin21 (Belle 2003, 140 fb-1) =0.733±0.057±0.028sin21 (BaBar 2002, 81 fb-
1) =0.741±0.067±0.033
CP = +1 sample
sin21 = 0.80±0.13
CP = -1 sample
sin21 = 0.73±0.06
Neue Resultate von BELLE FAKT ÖPG 2003 / Strobl L. WIDHALM - Vienna
Übersicht über neue Resultatesin21 (Belle 2003, 140 fb-
1) =0.733±0.057±0.028
sin21 (BaBar 2002, 81 fb-
1) =0.741±0.067±0.033
Neue Resultate von BELLE FAKT ÖPG 2003 / Strobl L. WIDHALM - Vienna
Neue Physik in B Ks ?
• B Ks theoretisch sehr sauber• A = -0.15 ± 0.29 ± 0.07• sin21eff = –0.96 ± 0.50• 3,5 Abweichung vom Präzisionsergebnis!• Wahrscheinlichkeit für Kompatibilität 0,05%
68 ±11 events
Neue Resultate von BELLE FAKT ÖPG 2003 / Strobl L. WIDHALM - Vienna
Neue Physik in B Ks ?
Erst die Zukunft, mit mehr Statistik (und eventuell weiter verbesserter Analyse) wird die Antwort bringen!
70 ± 9 events
• BaBar Resultat von 2002: sin21eff = –0.18 ± 0.52• Resultat 2003: sin21eff = +0.45 ± 0.44• Grund für Verschiebung ist eine 1 statistische Fluktuation
Neue Resultate von BELLE FAKT ÖPG 2003 / Strobl L. WIDHALM - Vienna
Neue Charmonium Resonanz ?
• gefunden im Kanal B± K±(J/ )• Masse: 3871.8±0.7±0.4 MeV• natürliche Breite < 3.5 MeV @ 90% C.L.• 34.4±6.5 Events, statist. Signifikanz 8.6
(2S)
?
M(J/ ) - M(J/ ) GeV
Belle304M B’s
Neue Resultate von BELLE FAKT ÖPG 2003 / Strobl L. WIDHALM - Vienna
Neue Charmonium Resonanz ? Interpretation:• Masse gerade an der D0D*0 threshold• lose gebundenes “molecular charmonium”, oder ein (13D2) Zustand?
“Discovery of the signal is very recent. Belle is working on this channel but is not ready to present any results” (Lepton-Photon 2003)
Ersteres in der Literatur diskutiert seit 1975:– ausgelöst durch komplizierte Struktur von (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 -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)
D0D*0
molecule
DiquarkModel
(Qq) are colored
Loose binding
A different ideafrom that time:
Decays to (QQ)+(light mesons) via quarkrearrangement which suppresses the width.
Stronger binding
Q Qq q
Neue Resultate von BELLE FAKT ÖPG 2003 / Strobl L. WIDHALM - Vienna
PDG 2002 + (BELLE
Belle 2 ±1
Belle 1 ±1
K
0.2-0.2 0.4 0.6 0.8 1.0-0.4-0.6
0.2
0.6
0.6
0.4
0.4
0.2
Wiener Beteiligung – Messung von Vub
| Vub|
Neue Resultate von BELLE FAKT ÖPG 2003 / Strobl L. WIDHALM - Vienna
Messung von Vub
• über den Zerfall B l
• benötigt wird Formfaktor fB(q2)
• der analoge Formfaktor fD(q2) kann im Zerfall D l gemessen werden• das Verhältnis fB /fD ist durch numerische Methoden (Lattice) gut bekannt
Neue Resultate von BELLE FAKT ÖPG 2003 / Strobl L. WIDHALM - Vienna
K
D
D*
Mass- / Vertex Fit
e+ e-3.5 GeV 8 GeV
K
KD*
D
e/µ
Methode der Rekonstruktion
„inverser“ Fit
Zusätzlicheprimäre Mesonen
Neue Resultate von BELLE FAKT ÖPG 2003 / Strobl L. WIDHALM - Vienna
Blick in die Daten(ca. 10 Millionen gefilterte Ereignisse, 50% der Gesamtstatistik)
mD* / GeV mD* / GeV
D* hadronisch D* semileptonisch
7666 D*0
49810 D*±
vor Fit
vor Fit
12020 D*
candidates
candidates
candidates
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Blick in die Daten(ca. 10 Millionen gefilterte Ereignisse, 50% der Gesamtstatistik)
mD / GeV
D semileptonisch
992 D0
112 D±
vor Fit
Anzahl Primärteilchen
D*D* D*D*
D*D*D*D*
D*D*D*D*
candidates
candidates
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MC
m² / GeV²
Signal
nicht-leptonischer Untergrund
Blick in die Daten(ca. 10 Millionen gefilterte Ereignisse, 50% der Gesamtstatistik)
~ 110 D Kl ~20 D l
candidates
m² / GeV²
Neutrino mass squareddata
Neue Resultate von BELLE FAKT ÖPG 2003 / Strobl L. WIDHALM - Vienna
Ausblick
• 500/fb integrierte Luminosität bis 2005 (ca. 3 fache Statistik)
• weitere Steigerung der Luminosität – Super BELLE
• eine weitere Präzisionsbestätigung des Standardmodells?
• ...oder erhärten sich die Hinweise auf neue Physik?
• B Physik beginnt gerade erst spannend zu werden...
Was bringt die Zukunft?
Neue Resultate von BELLE FAKT ÖPG 2003 / Strobl L. WIDHALM - ViennaEreignisrekonstruktion in C++ bei BELLE PDA Seminar 11/02 Laurenz Widhalm
Neue Resultate von BELLE FAKT ÖPG 2003 / Strobl L. WIDHALM - Vienna
Next: 2(α) from Bfcp>=+
Vtb
B0
B0
V*
V*
td
td
Vtb
Vub
Vub
+
+
B0
+ V*2 V2
td ub
Neue Resultate von BELLE FAKT ÖPG 2003 / Strobl L. WIDHALM - Vienna
Constraints on the CKM angle φ2 (α)• • SSππππ, A, Aππππ depend on 4 parameters: depend on 4 parameters:22, , 11[21.3°-25.9°][21.3°-25.9°], |P/T|, |P/T|[0.15-0.45][0.15-0.45], , -> plot confidence contours in (-> plot confidence contours in (22, , ) for various |P/T|) for various |P/T| e.g.e.g.
|P/T|=0.3|P/T|=0.311 =23.5° =23.5°
22
Indirect constraints (CKM fitter group):78.3°≤ 78.3°≤ 22 ≤ 121.6° ≤ 121.6° (95% C.L.) consistent
Find:Find:78°≤ 78°≤ 22 ≤ 152° ≤ 152° (95% C.L.)insensitive to
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