Belle実験におけるBの物理 原　康二 名古屋大学.

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1 Belle実験におけるBの物理 原　康二 名古屋大学

2 Introduction 現状 今後の展望 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 World record Luminosity
Crab cavity (LER) L = 1.71x 1034/cm2/sec 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 Time-dependent CP Violation in B0 Decays
B0-B0振動　 小林・益川のCP位相 f1 fCP Diagram for B0-B0 mixing including CKM complex phase. 二つの崩壊経路の干渉  CP Violation

6 tCPV in bsqq B0 bsqq ペンギン崩壊  標準理論(SM)を越えるNew Physicsに感度 b ] f b s t
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 b s q q |d|<10-2 (bsg等のconstraint) でもO(1)の影響
ANP, ASM : New physics, 標準理論のdecay amplitude fNP : New physics のCP位相 squark-gluino penguin b s for mq≈mg~500GeV/c2 S.Khalil and E.Kou PRD67, (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 - 657x106 Bペア 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 Time-dependent CPV測定の概要
B0Ksp0p0崩壊を再構成 B0B0対生成 B0かB0かを決定Flavor tagging 崩壊時間Dt=(zrec -ztag)/cbg 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

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

11 KSp0p0 tCPV Comparison X CCP=-A Belle -0.43+/-0.49+/-0.09
BaBar[hep-ex/ ] /-0.71+/-0.08 Average /-0.41 X CCP=-A Belle /-0.24+/-0.06 BaBar /-0.52+/-0.13 Average /-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
　 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tn, Dtn 崩壊のObservation, 分岐比測定
　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 Btn, Dtu Analysis Concepts
ne B++, +e+e B-X 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 Belle result with 414 fb-1: First evidence of Btn
+ H+? Possible contribution of charged Higgs (H+) in tree level. In the SM: B(B) SM = (1.6 ± 0.4)×10-4 W+ 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 1ab-1 50ab-1 Y.Ohnishi(KEK), BNM2008

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

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

20 Not only Branching fraction
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: U. Nierste et al. arXiv:

21 Summary bsqq のTime-dependent CP Violation測定の現状 今後の展望 Super KEKB
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