Bestimmung des CKM-Matrixelementes V cb

Transkript

1 Bestimmung des CKM-Matrixelementes V cb mittels der exklusiven B 0 -Zerfälle B 0 D l + ν l und B 0 D l + ν l Wolfgang Dungel Institut für Hochenergiephysik Österreichische Akademie der Wissenschaften und BELLE Collaboration Herbstschule für Hochenergiephysik Maria Laach, 2007

2 Motivation Bestimmung der CP-Verletzung in B-Systemen Bedeutung der CP-Verletzung Kosmologie Neue Physik

3 Motivation Bestimmung der CP-Verletzung in B-Systemen Bedeutung der CP-Verletzung Kosmologie Neue Physik

4 Motivation Bestimmung der CP-Verletzung in B-Systemen Bedeutung der CP-Verletzung Kosmologie Neue Physik

5 Motivation Bestimmung der CP-Verletzung in B-Systemen Bedeutung der CP-Verletzung Kosmologie Neue Physik

6 Motivation Bestimmung der CP-Verletzung in B-Systemen Bedeutung der CP-Verletzung Kosmologie Neue Physik

7 Beschleunigeranlage bei Tsukuba, Japan KEK-B Beschleuniger Asymmetrischer e -e + Ringbeschleuniger Schwerpunktsenergie: s = Y (4S) ( 10.5 GeV)

8 Beschleunigeranlage bei Tsukuba, Japan KEK-B Beschleuniger Asymmetrischer e -e + Ringbeschleuniger Schwerpunktsenergie: s = Y (4S) ( 10.5 GeV)

9 Beschleunigeranlage bei Tsukuba, Japan KEK-B Beschleuniger Asymmetrischer e -e + Ringbeschleuniger Schwerpunktsenergie: s = Y (4S) ( 10.5 GeV)

10 Schema des BELLE Detektors

11 Einige Daten zu BELLE In Betrieb: Anfang (?)2009(?) superbelle : Möglicherweise... ab 2011 Peak Luminosität: L peak = cm 2 s 1, (156% des design Wertes!) Integrierte Luminosität, Mitte 2007: L = 700 fb 1 6, B-Paare

12 Einige Daten zu BELLE In Betrieb: Anfang (?)2009(?) superbelle : Möglicherweise... ab 2011 Peak Luminosität: L peak = cm 2 s 1, (156% des design Wertes!) Integrierte Luminosität, Mitte 2007: L = 700 fb 1 6, B-Paare

13 Einige Daten zu BELLE In Betrieb: Anfang (?)2009(?) superbelle : Möglicherweise... ab 2011 Peak Luminosität: L peak = cm 2 s 1, (156% des design Wertes!) Integrierte Luminosität, Mitte 2007: L = 700 fb 1 6, B-Paare

14 Einige Daten zu BELLE In Betrieb: Anfang (?)2009(?) superbelle : Möglicherweise... ab 2011 Peak Luminosität: L peak = cm 2 s 1, (156% des design Wertes!) Integrierte Luminosität, Mitte 2007: L = 700 fb 1 6, B-Paare

15 Einige Daten zu BELLE In Betrieb: Anfang (?)2009(?) superbelle : Möglicherweise... ab 2011 Peak Luminosität: L peak = cm 2 s 1, (156% des design Wertes!) Integrierte Luminosität, Mitte 2007: L = 700 fb 1 6, B-Paare

16 Allgemeines Semileptonische B 0 -Zerfälle Untersuchen die Zerfälle B 0 D l + ν l B 0 D l + ν l l... leichte Leptonen l {e ±, µ ± }

17 Physikalische Observable und HQET Zerfallsbreite Γ Γ (B 0 D lν) V cb 2 Heavy Quark Effective Theory Parametrisierung der Formfaktoren der starken WW d... Γ dq 2 d... f (q2,...; ρ 2, R 1, R 2 ) {ρ 2, R 1, R 2 } = {P HQET } Bisherige Analysen {P HQET } wurde erst zweimal bestimmt: CLEO 1996, BABAR 2006

18 Physikalische Observable und HQET Zerfallsbreite Γ Γ (B 0 D lν) V cb 2 Heavy Quark Effective Theory Parametrisierung der Formfaktoren der starken WW d... Γ dq 2 d... f (q2,...; ρ 2, R 1, R 2 ) {ρ 2, R 1, R 2 } = {P HQET } Bisherige Analysen {P HQET } wurde erst zweimal bestimmt: CLEO 1996, BABAR 2006

19 Physikalische Observable und HQET Zerfallsbreite Γ Γ (B 0 D lν) V cb 2 Heavy Quark Effective Theory Parametrisierung der Formfaktoren der starken WW d... Γ dq 2 d... f (q2,...; ρ 2, R 1, R 2 ) {ρ 2, R 1, R 2 } = {P HQET } Bisherige Analysen {P HQET } wurde erst zweimal bestimmt: CLEO 1996, BABAR 2006

20 Physikalische Observable und HQET Zerfallsbreite Γ Γ (B 0 D lν) V cb 2 Heavy Quark Effective Theory Parametrisierung der Formfaktoren der starken WW d... Γ dq 2 d... f (q2,...; ρ 2, R 1, R 2 ) {ρ 2, R 1, R 2 } = {P HQET } Bisherige Analysen {P HQET } wurde erst zweimal bestimmt: CLEO 1996, BABAR 2006

21 Analyseansätze - 1 Skizze Klassische Analyse: Nur die Signalseite wird rekonstruiert

22 Analyseansätze - 1 Skizze Klassische Analyse: Nur die Signalseite wird rekonstruiert

23 Analyseansätze - 2 Skizze Full recon Analyse: Gesamtes Ereignis wird rekonstruiert

24 Analyseansätze - 2 Skizze Full recon Analyse: Gesamtes Ereignis wird rekonstruiert

25 Plan der Analyse Plan Verwenden der Full recon -Methode Ablauf Rekonstruktion der tag -Seite Machbarkeitsstudie Rekonstruktion Bestimmen von {P HQET } und V cb

26 Plan der Analyse Plan Verwenden der Full recon -Methode Ablauf Rekonstruktion der tag -Seite Machbarkeitsstudie Rekonstruktion Bestimmen von {P HQET } und V cb

27 Plan der Analyse Plan Verwenden der Full recon -Methode Ablauf Rekonstruktion der tag -Seite Machbarkeitsstudie Rekonstruktion Bestimmen von {P HQET } und V cb

28 Plan der Analyse Plan Verwenden der Full recon -Methode Ablauf Rekonstruktion der tag -Seite Machbarkeitsstudie Rekonstruktion Bestimmen von {P HQET } und V cb

29 Rekonstruktion der tag -Seite

30 Plan der Analyse Plan Verwenden der Full recon -Methode Ablauf Rekonstruktion der tag -Seite Machbarkeitsstudie Rekonstruktion Bestimmen von {P HQET } und V cb

31 Plan der Analyse Plan Verwenden der Full recon -Methode Ablauf Rekonstruktion der tag -Seite Machbarkeitsstudie Rekonstruktion Bestimmen von {P HQET } und V cb

32 Plan der Analyse Plan Verwenden der Full recon -Methode Ablauf Rekonstruktion der tag -Seite Machbarkeitsstudie Rekonstruktion Bestimmen von {P HQET } und V cb

33 Zusammenfassung Ziel ist eine Präzisionsmessung von semileptonischen B 0 Zerfällen. Zu berechnende Größen: Parameter der HQET und das CKM-Matrixelement V cb. Analyse der Daten des BELLE Experimentes. Überlegungen ein Full recon Verfahren (schlechtere Statistik, bessere Systematik) anzuwenden. Ausblick Verwendbarkeit der Full recon -Methode wird untersucht. Rekonstruktion der semileptonischen B 0 Zerfällen.

34 Zusammenfassung Ziel ist eine Präzisionsmessung von semileptonischen B 0 Zerfällen. Zu berechnende Größen: Parameter der HQET und das CKM-Matrixelement V cb. Analyse der Daten des BELLE Experimentes. Überlegungen ein Full recon Verfahren (schlechtere Statistik, bessere Systematik) anzuwenden. Ausblick Verwendbarkeit der Full recon -Methode wird untersucht. Rekonstruktion der semileptonischen B 0 Zerfällen.

35 Zusammenfassung Ziel ist eine Präzisionsmessung von semileptonischen B 0 Zerfällen. Zu berechnende Größen: Parameter der HQET und das CKM-Matrixelement V cb. Analyse der Daten des BELLE Experimentes. Überlegungen ein Full recon Verfahren (schlechtere Statistik, bessere Systematik) anzuwenden. Ausblick Verwendbarkeit der Full recon -Methode wird untersucht. Rekonstruktion der semileptonischen B 0 Zerfällen.

36 Zusammenfassung Ziel ist eine Präzisionsmessung von semileptonischen B 0 Zerfällen. Zu berechnende Größen: Parameter der HQET und das CKM-Matrixelement V cb. Analyse der Daten des BELLE Experimentes. Überlegungen ein Full recon Verfahren (schlechtere Statistik, bessere Systematik) anzuwenden. Ausblick Verwendbarkeit der Full recon -Methode wird untersucht. Rekonstruktion der semileptonischen B 0 Zerfällen.

37 Zusammenfassung Ziel ist eine Präzisionsmessung von semileptonischen B 0 Zerfällen. Zu berechnende Größen: Parameter der HQET und das CKM-Matrixelement V cb. Analyse der Daten des BELLE Experimentes. Überlegungen ein Full recon Verfahren (schlechtere Statistik, bessere Systematik) anzuwenden. Ausblick Verwendbarkeit der Full recon -Methode wird untersucht. Rekonstruktion der semileptonischen B 0 Zerfällen.

38 Zusammenfassung Ziel ist eine Präzisionsmessung von semileptonischen B 0 Zerfällen. Zu berechnende Größen: Parameter der HQET und das CKM-Matrixelement V cb. Analyse der Daten des BELLE Experimentes. Überlegungen ein Full recon Verfahren (schlechtere Statistik, bessere Systematik) anzuwenden. Ausblick Verwendbarkeit der Full recon -Methode wird untersucht. Rekonstruktion der semileptonischen B 0 Zerfällen.

39 Danke für Ihre Aufmerksamkeit!

40 Anhang Referenzen I M. Neubert Heavy Quark Symmetry. Physics Reports (1994) 893; SLAC-PUB J.D. Richman, P.R. Burchat Leptonic and Semileptonic Decays of Charm and Bottom Hadrons. Rev.Mod.Phys. 67, 893 (1995); Stanford-HEP BABAR Collaboration. Determination of the Form Factors for the Decay B 0 D l + ν l and of the CKM Matrix Element V cb. arxiv: hep-ex/

41 Anhang Bisherige Ergebnisse für V cb

42 Anhang Bisherige Ergebnisse für V cb

43 Anhang Machbarkeitsstudie Toy Monte Carlo Abschätzung von σ stat {P HQET } Abschätzung von σ stat V cb

44 Anhang Rekonstruktion der tag -Seite

45 Anhang Bestimmung des CKM-Matrixelementes V cb mittels der exklusiven B 0 -Zerfälle B 0 D l + ν l und B 0 D l + ν l Wolfgang Dungel Institut für Hochenergiephysik Österreichische Akademie der Wissenschaften und BELLE Collaboration Herbstschule für Hochenergiephysik Maria Laach, 2007