for Belle II

Belle の物理成果と
Belle II への展望
佐藤優太郎
名古屋大学 KMI
2015/01/11
2nd Phenomenology Conference
@島根大学
•
•
Belle  Belle II
電弱ペンギン崩壊
•
– 𝑏 → 𝑠γ, 𝑑γ
荷電Higgs 探索
– 𝐵 → τν, 𝑙ν, 𝐷(∗) τν
2
Belle  Belle II
•
B 中間子系におけるCP 対称性の破れを発見(2001年) し、小林益川理論を証明。
e- Belle
e+
~3km
KEKB/Belle
• 現在はBelle II 実験に向けてupgrade 中。
 SuperKEKB 加速器、Belle II 検出器
• Peak luminosity : 40倍
• Integrated luminosity : 50ab-1 (50 倍)
PEP-II/BaBar
Belle II のスケジュール
3
Phase 1
• Belle II 検出器なし、Focusing 磁石(QCS) なし。
• ビームパイプの真空強化、加速器の基本調整。
• Belle II 検出器(PXD SVD 以外)のインストール
Phase 2
• Belle II 検出器あり (PXD SVD なし)。Focusing 磁石(QCS) あり。
• Beam B.G. の研究、e+e- 衝突による調整。
• PXD+SVD をインストール。
Phase 3
• 物理ラン (2017年)
積分ルミノシティ
50ab-1
ピークルミノシティ
8×1035 cm2s-1
B 中間子崩壊を用いた新物理探索
Tree diagram
= 𝐴𝑆𝑀 + 𝐴𝑁𝑃
•
•
•
Box diagram
Penguin diagram
新物理の証拠 = (実験結果)
2
4
− (標準理論の予言)
−
𝐴𝑆𝑀
2
標準理論で禁止 or 抑制されている過程が有用。
理論的に精度よく予言されている観測量を実験的に精度よく測定することがベスト。
B の解析の理論的不定性は以下のものでされる場合が多い。
– QCD の不定性
– 理論計算のインプットに用いる実験の測定精度
電弱ペンギン崩壊 𝒃𝒔𝜸, 𝒅𝜸
SM
Charged Higgs
𝒕
𝑾
•
•
SUSY
𝜸
𝜸
𝜸
𝒃
5
𝒔
𝒃
𝒕
𝒔
𝒃
𝑯−
𝒕
𝝌−
QCD ペンギンに比べてQCD から生じる不定性が小さいため、予言能力が高い。
観測量
– 崩壊分岐比、CP asymmetry, Isospin asymmetry, photon polarization, ...
• “Exclusive” な解析
– 特定の終状態を観測。
(例) 𝐵 → 𝐾 ∗ γ のみを解析。
– 形状因子による理論誤差が大きい。比をとることで抑えられる。
• “Inclusive” な解析
– 終状態によらず、観測。
(例) 高エネルギーの𝛾 を目印に𝑏 → 𝑠γ のイベントを捕まえる。
– 理論誤差は小さく抑えられるが、実験的には大変。
𝒔
6
B 𝒃 → 𝒔𝜸 with semi-inclusive approach
Semi-inclusive approach
𝜸
𝐸γ∗ > 1.8 GeV
𝑿𝒔
1 or 3 𝐾 (up to 1 𝐾𝑆 )
up to 4 π (up to 2 π0 )
up to 1 η
𝑩
•
38 個の𝑋𝑠 終状態(~70%)の足し合わせ。
•
ハドロン化の不定性を抑えるためには高𝑀𝑋𝑠 領域が重要。
– 0.6 GeV/c2 < 𝑀𝑋𝑠 < 2.8 GeV/c2
– 19 𝑀𝑋𝑠 bin ごとに𝑀𝑏𝑐 フィット
バックグランド由来
(cross-feed, peaking bkg.)
ハドロン化由来
(Pythia parameter)
荷電Higgs 質量への制限
B 𝐵 → 𝑋𝑠 γ = 3.74 ± 0.18 ± 0.35 × 10−4 (𝐸γ∗ > 1.6 GeV)
•
標準理論の予言と1.3𝜎 で一致。
–
•
Belle preliminary
𝑚𝐻 + [GeV]
711 fb-1 (full-data)
arxiv:1411.7198 (Submitted to PRD)
(3.15 ± 0.23) × 10−4 @Misiak, PRL98, 022002 (2007)
2HDM の荷電Higgs の質量は238 GeV 以上(95% C.L.)。
68% C.L. excl.
95% C.L. excl.
99% C.L. excl.
tan β
B (𝒃 → 𝒔𝜸) の測定状況
Belle
BaBar
Semi-inclusive approach
ハドロン化の不定性を抑えることが重要。
•
7
𝐵sig からの高エネルギーのγ を捕まえる。
•
purity eff.
low high
high
•
low
• Un-tag
• Lepton-tag (𝐵tag からのレプトンを要求)
• Recoil tag (𝐵tag を完全再構成)
Semi-inc. Fully-inc.
Fully inclusive approach
低𝐸γ 領域のバックグランドの理解が重要。
– Continuum, π0, η, etc
•
現在の実験と理論の精度は同程度 (~7%)
– Belle II ではRecoil tag が有効になってくる。
– Recoil tag 以外の方法の精度は同程度(≥ 10%)。
• 系統誤差が支配的だが改善は可能。
• 各方法の精度 : 6~7% @50 ab-1
– 理論計算の改善も必要。
NNLO
8
Prospect of B (𝒃 → 𝒔𝜸) for Belle II
•
現在の下限値 𝑚𝐻 + > 380 GeV at 95% 𝐶. 𝐿. T.Hermann, M.Misiak, M.SteinhauserJHEP 11, 036 (2012)
* Belle のsemi-inclusive の結果は含まれていない。
荷電ヒッグス質量の下限値 @95% 𝐶. 𝐿.
SM prediction
SM prediction
*理論の誤差が
半分になった場合
Belle II
(50 ab-1)
9
Direct CPV : 𝑨𝑪𝑷 (𝑩 → 𝑿𝒔+𝒅 γ)
Fully-inclusive approach with lepton-tag
• 𝐴𝐶𝑃 =
=
Γ 𝐵→𝑋𝑠+𝑑 γ −Γ(𝐵→𝑋𝑠+𝑑 γ)
Γ 𝐵→𝑋𝑠+𝑑 γ +Γ(𝐵→𝑋𝑠+𝑑 γ)
channel
𝑨𝑪𝑷 (𝑺𝑴)
𝑁+ −𝑁−
𝑁+ +𝑁−
𝐵 → 𝑋𝑠 γ
[−0.6%, +2.8%]
𝐵 → 𝑋𝑑 γ
[−62%, +14%]
𝐵 → 𝑋𝑠+𝑑 γ
0
– タグ側のレプトンでフレーバーを識別。
– ユニタリ性により理論の不定性は小さい𝑂 10−6
M.Benzke, S.J.Lee, M.Neubert, G.Paz
PRL 106, 141801 (2011)
711 fb-1 (full-data)
To be submitted to PRL
𝐴𝐶𝑃 𝐵 → 𝑋𝑠+𝑑 γ = 2.23 ± 4.02 ± 0.78 %
Belle
(772MBB)
BABAR (383MBB)
PRD 86, 112008
CELO (10MBB)
PRL 86, 5661
•
•
zero consistent
統計誤差が支配的。
•
•
~1.0% @5 ab-1
~0.5% @50 ab-1
Isospin asymmetry : Δρ
Isospin breaking ratio in exclusive 𝒃 → 𝒅𝜸 decay (𝑩 → 𝝆𝜸)
Γ(𝐵− → ρ− γ)
Δρ =
−1
2Γ 𝐵 0 → ρ0 γ
標準理論の予測
−4+14
−7 % @Ali, Lunghi, Eur. Phys. J. C26, 195 (2005)
－5.4 ± 5.4 % @Lu, Matsumori, Sanda, Yang, PRD 72, 094005 (2005)
−5.4 ± 3.9 % if 𝜙3 = 60° @Ball, Jones, Zxwicky, PRD, 75 054004 (2007)
−4.6 ± 7.9 % @Beneke, Feldmann, Seidel, Eur. Phys. J. C41, 173 (2005)
Exp.
𝜟𝝆 [%]
Belle
−48+21+8
−19−9
PRL 101, 111801 (2008)
−43+25
−22 ± 10
PRD 78, 112001 (2008)
(605 fb-1)
BABAR
(423 fb-1)
Average
−46+17
−16
Ref.
HFAG2013
•
•
2~3𝜎 ずれている？
Belle II 初期(~数ab-1) で興味深いトピックの1 つ。
•
~3% @50 ab-1
10
Photon polarization
•
•
標準理論ではLeft-handed photon が支配的。
– Right-handed 成分は
ヘリシティ抑制 O(ms/mb) される。
新物理でRight-handed current が存在すると、
Right-handed photon が現れてくる。
(提案されている) 測定方法
•
•
Time-dependent CPV in 𝐵 → 𝑓CP γ
Up-down asymmetry in 𝐵 → 𝐾ππγ
– 最近、LHCb が5.2σ でnon-zero up-down asymmetry を初測定@LHCb, PRL 112, 161801 (2014)
– photon polarization までは求められていない。
•
Transverse asymmetry in 𝐵 → 𝐾 ∗ 𝑙𝑙
•
Λ𝑏 → Λ(∗) γ, Ξ𝑏 → Ξ (∗) γ
11
12
Time-dependent CPV
•
Right-handed photon が存在すると、𝐵0 と𝐵 0 で干渉が起き、TCPV が生じる。
∗
2𝑚𝑠
≤
2
%
(𝐵
→
𝐾
γ)
𝑆 𝐵 → 𝑉γ ~ − 𝑚 sin 2𝜙1
𝑏
~ 0 % (𝐵 → ργ)
P.Ball, G.W.Jones, R.Zwicky
PRD 75, 043004 (2007)
5 ab-1
50 ab-1
𝑩 → 𝝆𝜸
𝑩 → 𝑲∗ 𝜸
~𝟖%
~𝟒%
Figure from Ishikawa-san’s slide @ B2TiP
Detector upgrade によって、もう少し良くなる。
• KS acceptance (+30%), PID, flavor tag, …
荷電Higgs 探索
•
•
13
Higgs との結合は粒子の質量に比例するので、質量の重い τ に崩壊するモードが有効。
終状態に複数のニュートリノがあるので、解析は容易ではない。
𝑩 → 𝑫(∗) 𝝉𝝂
𝑩 → 𝝉𝝂
𝜏+
𝑏
𝑊 + /𝑯+
𝑊 + /𝑯+
𝜈
𝑩+
𝑢
𝜏+
𝑏
𝑩
𝑞
異なる不定性
𝑓𝐵 , 𝑉𝑢𝑏
form factor, 𝐷 ∗∗
異なるvertex からの寄与
𝐻−𝑏−𝑢
𝐻−𝑏−c
𝜈
𝑐 (∗)
𝑞 𝑫
𝑩 → 𝝉𝝂, 𝑫(∗) 𝝉ν の解析手法
Full reconstruction tagging
• Hadronic tag/Semileptonic tag
–
–
–
–
タグ側の𝐵 をhadronic/semileptonic 崩壊から再構成。
残りの粒子から信号側の𝐵 の粒子を選択。
複数のニュートリノを質量欠損として観測。
“余計な粒子がないこと”が信号の特徴。
信号側
興味のある崩壊モード
𝑩
𝑒+
𝑒−
𝑩
タグ側
•
•
Hadronic decay : 𝐵 → 𝐷(∗) 𝑋, …
Semileptonic decay : 𝐵 → 𝐷(∗) 𝑙ν
• Inclusive hadronic tag
– 信号側の粒子を先に選択。
– 残りの粒子をタグ側の崩壊生成物とみなして、タグ側の𝐵 を再構成。
• S/N は悪いが、efficiency は高い。
14
15
Purely leptonic decay : 𝑩 → 𝝉ν
標準理論における崩壊分岐比
B 𝐵 → 𝜏𝜈
𝑆𝑀
2
𝐺𝐹2 𝜏𝐵 𝟐
𝑚
𝜏
=
𝒇𝑩 𝑽𝒖𝒃 𝟐 𝑚𝐵3 1 − 2
8𝜋
𝑚𝐵
CKM 因子
崩壊定数
(Lattice QCD cal.) (B-factory meas.)
2
𝑚𝜏
𝑚𝐵
𝑯+ /𝑊 +
2
ν
τ+
𝑢
ヘリシティ抑制
グローバルフィットからも計算できる。
– B 𝐵 → 𝜏𝜈
𝑆𝑀
−4 @CKMfitter (winter 2014)
= 0.753+0.102
−0.052 × 10
B 𝐵 → τν = 𝑟𝐻 ∙ B 𝐵 → τ𝜈
2
• 𝑟𝐻 = 1 −
2
𝑚𝐵
2
tan
β
2
𝑚𝐻+
• 𝑟𝐻 = 1 −
2
𝑚𝐵
tan2 β
2 1+𝜖 tan β
𝑚𝐻
0
+
𝑟𝐻
•
𝑏
𝑆𝑀
Type-II 2HDM
2
W.S. Hou, PRD 48, 2342 (1993)
SUSY
A.G. Akeroyd, S.Recksiegel, J. Phys. G29, 2311 (2003)
– 𝑟𝐻 はlepton flavor に依らない。
(lepton flavor violating Higgs coupling があれば、変わりうる。)
 𝐭𝐚𝐧 𝜷 /𝒎𝑯+ に対して制限を与える。
tan β /𝑚𝐻 +
𝑩 → 𝝉ν の測定状況@2012年初頭
•
16
𝑩 → 𝝉𝝊 の測定とグローバルフィットの間で”tension” があった。
全データの58%を使用。
@ 414 fb-1, PRL 97, 251802 (2006)
全データの85%を使用。
@ 605 fb-1, PRD 82, 071101(R) (2010)
Belle の全データを用いて、
両方の解析をアップデート。
グローバルフィット
𝟐. 𝟖𝝈 のずれ
直接測定
𝑩 → 𝝉ν の測定結果 (hadronic tag, full Bell data)
@ PRL 110, 131801 (2013)
•
•
•
•
ニューラルネットワークを使用したタグ@ NIM A654, 432 (2011)
データの増加
荷電粒子飛跡再構成アルゴリズム等を改良した解析ソフトウェアを使用
𝐾𝐿 veto の導入
•
2
2 次元フィット : 𝐸𝐸𝐶𝐿 & 𝑀miss
signal 62+23
−22
stat ± 6 syst
−4
B 𝐵 → 𝜏𝜈 = [0.72+0.27
−0.25 stat ± 0.11(syst)] × 10
(𝟑. 𝟎𝝈 significance)
0.46
−4
(以前の結果) : B 𝐵 → 𝜏𝜈 = [1.79+0.56
−0.49 stat ±0.51 (syst)] × 10
17
𝑩 → 𝝉ν の測定結果 (semileptonic tag, full Belle data)
•
•
•
•
@arxiv:1409.5269
ニューラルネットワークを用いたタグ
B 𝐵 → 𝜏𝜈 = 1.25 ± 0.28 ± 0.27 × 10−4
信号モード(τ → ρν) の追加
(𝟑. 𝟖𝝈 significance)
データの増加
荷電粒子飛跡再構成アルゴリズム等を改良した解析ソフトウェアを使用
•
∗
2 次元フィット : 𝐸𝐸𝐶𝐿 & 𝑝τ−daughter
qq bkg.
Signal
BB bkg.
bulν bkg
18
𝑩 → 𝝉ν の測定結果 (semileptonic tag, full Belle data)
•
•
•
•
@arxiv:1409.5269
ニューラルネットワークを用いたタグ
B 𝐵 → 𝜏𝜈 = 1.25 ± 0.28 ± 0.27 × 10−4
信号モード(τ → ρν) の追加
(𝟑. 𝟖𝝈 significance)
データの増加
荷電粒子飛跡再構成アルゴリズム等を改良した解析ソフトウェアを使用
•
∗
2 次元フィット : 𝐸𝐸𝐶𝐿 & 𝑝τ−daughter
Signal
qq bkg.
BB bkg.
bulν bkg
19
𝑩 → 𝝉ν の測定状況
Semileptonic tag Hadronic tag
•
グロバールフィットとのtension はなくなった。
– Belle (private naïve) average :B 𝐵 → 𝜏𝜈 = (0.91 ± 0.23) × 10−4
– 0.6σ でCKM fitter と一致。
BaBar
Update
Belle
Update
主要な系統誤差
• Tagging efficiency, PDF shape
• bkg (𝐷 → 𝑛𝐾𝐿 ), Fake-𝐾𝐿 rate
•
•
10% @5 ab-1
3~5%@50 ab-1
20
21
𝑩 → 𝒍𝝂
𝑩 → 𝝁𝝂 はBelle II で発見可能
B 𝐵 → 𝜏𝜈 ≫ B 𝐵 → μ𝜈 ≫ B 𝐵 → 𝑒𝜈
8 × 10−5
4 × 10−7
1 × 10−11
Lepton flavor universality のテスト
Rτ𝑙 =
Γ 𝐵 → 𝑙ν
Γ 𝐵 → τν
(𝑙 = 𝑒, μ)
Inclusive tag B 𝐵 → μ𝜈
10×SM
Hadronic tag B 𝐵 → μ𝜈
𝐵 → 𝜏𝜈 と異なり、レプトンのエネルギーがモノクロ。
Inclusive hadronic tag が一番強い制限を与える。
– 最初に高運動量のレプトンを捕まえて、
残りの粒子からタグ側の𝐵 を再構成。
• B 𝐵 → μ𝜈 : 20%@ 5 ab-1
7% @50 ab-1
•
•
40×SM
22
Semitauonic decay : 𝑩 → 𝑫(∗) 𝝉ν
𝑅 𝐷
•
∗
𝜏+
B 𝐵 → 𝐷 ∗ 𝝉𝜈
=
(𝑙 = 𝑒, 𝜇)
B 𝐵 → 𝐷 ∗ 𝑙𝜈
比を取ることで、不定性を減らせる。
[理論] form factor, 𝑉𝑐𝑏
[実験] efficiency
𝜈
𝑊 + /𝑯+
𝑩
𝑏
𝑐
𝑞
𝑞
𝑫
T. Miura, M. Tanaka:hep-ph 0109244.
Inclusive tag
@ PRL 99, 191807 (2007), 535MBB
signal
•
Exclusive semitauonic decay はBelle が初めて観測。
– B 𝐵0 → 𝐷 ∗ 𝜏𝜐 = 2.02+0.40
−0.37 stat ± 0.37(syst) %
(𝟓. 𝟐𝝈)
𝑩 → 𝑫(∗) 𝝉ν の測定状況
23
• Belle, BaBar ともに標準理論よりも大きい値を観測。
R(D*)
Theory @ PRD 85, 094025 (2012)
• 𝑅 𝐷 ∗ = 0.252 ± 0.003
• 𝑅 𝐷 = 0.297 ± 0.017
Belle
(A. Bozek’s averages at KEKFF 2013)
– Inclusive tag @ PRL 99, 191807(2007), 535MBB (69%)
– Inclusive tag @PRD 82, 072005 (2010), 657MBB (85%)
– Hadronic tag @ arXiv:0910.4301, 657MBB (85%)
R(D)
• 𝑅 𝐷∗ 3.0𝜎
• 𝑅 𝐷
1.4𝜎
• 𝑅 𝐷 (∗) 3.3𝜎
BaBar
–
Naïve average
471MBB (100%)
Hadronic tag @PRL 109, 101802 (2012)
• 𝑅 𝐷 ∗ 2.7𝜎
• 𝑅 𝐷 2.0𝜎
• 𝑅 𝐷 (∗) 3.4𝜎
Belle + BaBar
• 𝑅 𝐷 ∗ 3.8𝜎
• 𝑅 𝐷 2.4𝜎
• 𝑅 𝐷 (∗) 4.8𝜎
Type-II 2HDM への制限
Belle
(A. Bozek’s averages at KEKFF 2013)
24
BaBar
@PRD 88, 072012 (2013)
理論予測
実験結果
*Acceptance variation with tanβ/mH+
was not included in that plot
 Type-II 2HDM の全領域を
99.8% 𝐶. 𝐿. で排除。
• Belle の全データを用いた解析(ハドロニックタグ) はもうすぐ！
Model independent study
25
Effective Hamiltonian
SM
•
RH current
Charged Higgs
A. Crivellin, C. Greub, and A. Kokulu @PRD 86, 054014 (2012)
Leptoquark model
–
Y. Sakaki, R. Watanabe, M. Tanaka, A. Tayduganov @PRD 88, 094012 (2013)
5 ab-1
50 ab-1
SM
𝑹 𝑫
𝑹 𝑫∗
Tensor
M. Tanaka and R. Watanabe@PRD87, 034028 (2013)
Type-III 2HDM
–
•
SM-like
𝟓 ab-1 𝟓𝟎 ab-1
𝑅(𝐷) 6%
3%
𝑅(𝐷∗ ) 3%
2%
まとめ
26
• 標準理論(小林・益川理論) を超える新しい物理の探索を精力的に行っ
ている。
– 標準理論からのずれを示唆する結果もあるが、
明確な新物理の証拠は得られていない。
– 新物理に対して強い制限を与えている。
「Physics achievements from the Belle experiment」@PTEP 04D001 (2012)
「The Physics of B Factories」@Eur. Phys. J. C74 3026 (2014)
• Belle II Theory Interface Platform (B2TIP)
• Belle 2 Golden Mode Table
• さらに大統計のデータを解析することで新物理の発見を目指す。
 Belle II 実験へアップグレード中。
• 2017 年物理ラン開始に向けて、鋭意建設中。
27
Backup
新物理のモデル識別
•
28
新物理が寄与する様々な物理量を可能な限り測定して、
どのモデルが正しいか、複数の角度から検証する。
← 新物理のモデルの例 →
← 物理量または崩壊モードの例 →
★★★ モデルからの寄与大 (ズレ大)
★★ モデルからの寄与中 (ズレ中)
★
モデルからの寄与小 (ズレ小)
W.Altmannshofer et al.,
Nucl. Phys. B 830, 17 (2010).
SUSY
Non-SUSY
Up-down asymmetry by LHCb
29
30
B → Xsγ
Slide by Misiak @FPCP2013
Charged Higgs constraint from ATLAS
31
32
Vub
Inclusive Vub
• “b  ulν” + “OPE”
• |Vub|inc = 4.40 ± 0.15(exp)
+0.19– 0.21(th.)
Exclusive Vub
• “B  πlν” + “form factor”
• |Vub|exc =(3.28 ±0.29) × 10-3
@PRD79, 054507 (2009), FNAL/MILC
@PRD72, 073006 (2005), BLNP
• Inclusive and exclusive is agree at the level of ~3σ.
Right handed current in Vub
33
PRD 90, 094003 (2014)
新物理のモデル識別
34
• 新物理が寄与する様々な物理量を可能な限り測定して、
どのモデルが正しいか、複数の角度から検証する。
← 新物理のモデルの例 →
← 物理量または崩壊モードの例 →
★★★ モデルからの寄与大 (ズレ大)
★★ モデルからの寄与中 (ズレ中)
★
モデルからの寄与小 (ズレ小)
W.Altmannshofer et al.,
Nucl. Phys. B 830, 17 (2010).
SUSY
Non-SUSY
B 中間子混合への制限 (現在)
35
@RPD 89, 033016(2014)
位相差
新物理と標準理論の位相差
標準理論の振幅
2003 年
振幅の比(NP/SM)
振幅の比(NP/SM)
2013 年
10 年間で制限がかなり強くなった。
しかし、20~30% 程度の新物理の寄与
はまだ許されている。
B 中間子混合への制限 (未来)
@RPD 89, 033016(2014)
Belle II 50ab-1 + LHCb 50fb-1
位相差
Belle II 5ab-1 + LHCb 7fb-1
36
振幅の比(NP/SM)
振幅の比(NP/SM)
Belle II で50ab-1 のデータがたまる頃には
6% 程度の新物理の寄与まで制限できる。
𝒃 → 𝒔 ペンギン崩壊過程を用いた𝝓𝟏 測定
Belle
Belle II
• 10 ab-1 のデータで、𝑂 0.01 の精度で測定可能。
• 数10 ab-1 のデータで、新物理が予言する領域に達する。
37
CP 非対称度
38
• Belle (full-data, PRD 87, 031103(R) (2013))
𝑨𝑪𝑷 𝑲+ 𝝅− = −0.069 ± 0.014 ± 0.007 (4.4σ)
𝑨𝑪𝑷 𝑲+ 𝝅𝟎 = +0.043 ± 0.024 ± 0.007 (1.8σ)
𝜟𝑨𝑪𝑷 = 𝐴𝐶𝑃 𝐾 + 𝜋 0 − 𝐴𝐶𝑃 𝐾 + 𝜋 −
= 0.112 ± 0.027 ± 0.007 (𝟒. 𝟎𝝈)
• 理論的にはツリーとペンギン以外の
寄与を無視すると Δ𝐴𝐶𝑃 ~0 になる。
 “𝜟𝑨𝑪𝑷 puzzle”
• Color-suppressed (𝐶 ) の寄与が大きい？
• Electroweak penguin (𝑃EW ) に新物理？
モード
ダイアグラム
𝐵0 → 𝐾 + 𝜋 −
C
𝑻 + 𝑷 + 𝑃EW
𝐵+ → 𝐾 + 𝜋 0
C
𝑻 + 𝑷 + 𝐶 + 𝑃EW + 𝑃EW
+𝐴
𝐵+ → 𝐾 0 𝜋 +
C
𝑷 + 𝑃EW
+𝐴
𝐵0 → 𝐾 0 𝜋 0
C
𝑷 + 𝐶 + 𝑃EW + 𝑃EW
39
Isospin sum rule
Isospin sum rule @ Phys. Lett. B627, 82 (2005)
• Δ𝐴𝐶𝑃 puzzle が新物理の寄与によるものかを明確に検証。
• 4 つの 𝐵 → 𝐾𝜋 崩壊の崩壊分岐比およびCP 非対称度 (𝐴𝐶𝑃 ) を全て測定。
𝐴𝐶𝑃
𝐾 +𝜋 −
+ 𝐴𝐶𝑃
𝐾 0𝜋+
Γ(𝐾 0 𝜋 + )
2Γ 𝐾 + 𝜋 0
2Γ 𝐾 0 𝜋 0
+
0
𝟎
𝟎
− 𝐴𝐶𝑃 𝐾 𝜋
− 𝑨𝑪𝑷 𝑲 𝝅
=0
Γ(𝐾 + 𝜋 − )
Γ 𝐾 +𝜋 −
Γ 𝐾 +𝜋 −
• Belle の結果を代入すると−0.270 ± 0.132 ± 0.060 (1.9𝜎)
• 一番測定が難しいのは𝐴𝐶𝑃 𝐾 0 𝜋 0
– 時間依存した解析 + 𝐾𝑆 vertexing が必要なので統計が必要 Belle II
0 0
𝐴𝐶𝑃 𝐾 𝜋
𝐴𝐶𝑃 𝐾 0 𝜋 +
𝑨𝑪𝑷
𝑲𝟎 𝝅𝟎
Sum rule
𝐴𝐶𝑃 𝐾 0 𝜋 0
𝛿𝐴𝐶𝑃 𝐾 + 𝜋 0
𝐴𝐶𝑃 𝐾 0 𝜋 +
2010年
𝐴𝐶𝑃 𝐾 0 𝜋 +
𝑨𝑪𝑷 𝑲𝟎 𝝅𝟎
Sum rule
𝛿𝐴𝐶𝑃 𝐾 + 𝜋 0
𝐴𝐶𝑃 𝐾 0 𝜋 +
50ab-1

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