Lezione 6: gamma Matrice CKM e unitarietà Misura di precisione di sin2 Media mondiale 0.725 ±...

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Lezione 6: gamma

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Lezione 6: gamma

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Matrice CKM e unitarietà

Misura di precisione di sin2 Media mondiale 0.725 ±

0.037

Misura di in decadimentisenza charm

Misura diretta di indispensabile

Misure dei lati in decadimentiSL senza charm e oscillazioni

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Come misurare ? Metodo dell’interferenza per la misura di

1f

2fB

1 2 i itot AA A e e Fase forte

Si possono usare mesoni B sia carichi che neutri Misura di branching fractions per B+

Misure dipendenti dal tempo per B0

3f

4f0B

1f

2f

B

3f

4f0B

0B

ubVcbV

2

1B

A b

br

u

A c

iub

itd

V e

V e

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Osservazioni importanti Branching fractions per i decadimenti interessanti typicamente

~10 o più piccoli

Importante aggiungere molti modi di decadimento per accrescere la statistica ma… Combinazione dei modi non banale

Sensibilità a dipende molto da Valori piccoli di rB, che rendono la misura difficile Ciascun modo di decadimento ha il suo rB

Ciascuno stato finale ha la sua fase forte Combinazione dei modi di decadimento complicata

Sperimentalmente si determinano: rB, , e

2

1B

A b

br

u

A c

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Tecniche sperimentali per la misura di Molta letteratura sull’argomento…

Risultati per Metodo Gronau-Wyler-London con BDK

Autostati di CP del D

Metodo Atwood-Dunietz-Soni con BDK

Autostati di sapore del D

Analisi di Dalitz di BDK, DKS Analisi dipendente dal tempo per B D Ricerca dei decadimenti B DK

Esistono altri metodi, ad esempio Decadimenti senza charm (K) Variazioni di GWL e ADS

Decadimenti B→D(*)K(*)

importanti per

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Separazione pione-kappa

Fondamentale per distinguere BD dal più raro BDK

Variabile discriminante: angolo di Cerenkov:Separazione K/ > 5 fino a p = 2.8 GeV/c Separazione K/ > 3 fino a p = 3.5 GeV/c

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Metodo Gronau-London-Wylerapplicato a B+D0K+

u

c0(*)D

(*)K

bB

s*cbV

usV

b

u

*ubV

csV B

u

s

c0(*)D

(*)K

0 0

0 0

/ ,

/ / / /S

D D K K

K

u

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Il metodo Gronau-Wyler-London

Conoscenza di rB ?

u

u

c0(*)D

(*)K

bB

s*cbV

usV

*0 0 0 0

0 0

0 0

,

/ ,

/ / / /S

D D D

D D K K

K

ie

Autostati di CP accessibili sia al D0 che al D0

0

0

( )

( )B u CS

A B D Kr R F

A B D K

Ru: da elementi di matrice CKM ~0.4

Fcs: fattore di soppressione di colore in altri decadimenti del B ~0.2-0.5

Non ci sono calcoli teorici affidabili. Occorre misurare rB!

b

u

*ubV

csV B

u

s

c0(*)D

(*)K

Decadimento soppresso per colore b u

Decadimento favorito b c

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Il metodo di Gronau-Wyler-London in B DK

La sensibilità dipende molto da rB

Differenze significative se rB = 0.1 o rB = 0.2

Occorre misurare 6 ampiezze per determinare

sin2 con errore teorico piccolo ma 8 ambiguità discrete

Difficoltà maggiore: rB non può essere misurato in decadimenti adronici

0 0 0D D D / 2CP

0B D K K

0B D K K

Transizione Vub

Decadimento del D favorito

Transizione Vcb

Decadimento del D soppresso

Occorre questo Decadimento indistinguibile

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Vincoli su da decadimenti B– DCPK

Vincoli su r e da misure di

Si può misurare anche l’asimmetria di CP ACP

Osservabili sperimentali:

2sin CPR

| |CP CPr R R

Misura di ACP e BR con D0 K+K–,+– (CP=+1)

D0 Ks (CP=-1)

2 sin sinCP CPA R r

0 02

0 0

( ) ( )1 cos cos

( ) ( )CP CP

CP B B

BF B D K BF B D KR r r

BF B D K BF B D K

Gronau, hep-ph/0211282

0 0

0 0 2

( ) ( ) 2 sin sin

( ) ( ) 1 2 cos cosCP CP

CPCP CP

BF B D K BF B D K rA

BF B D K BF B D K r r

0

0

( ) | |

( ) | | i i

A B D K A

A B D K A e e

fase forte

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Campione B– DK–, D KK, 216M BB

01 ,CPD K K

0 01CP SD K

~897 events

D0K

D0K D0

D0K

0 0, ,D K K K

Campione di controllo:Decadimenti in autostati di sapore

75 13

18 7

N K K

N

76 13N

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Applichiamo Identificazione del K

Efficienza 86%

1.4% -misid

Campione B– D*0K–, D*0 D0 0

Campione di controllo

~29 events~360 events

D*D*0K

D*0K

D*

0 0, ,D K K K

Campione CP=+1

0 ,D K K

126M BB

D*0KD*0K

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Campione B– D0K*–, K KS 227M BB

mES (GeV/c2)

01 ,CPD K K

0 01 , ,CP S S SD K K K

0

0

FlavD K

K

K

Controllo CP=+1 CP=-1

Eventi 498 29 34.4 6.9 15.1 5.8

mES (GeV/c2)

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Metodo GWL: risultati

CP

CP

- 0.80 0.14 0.08

0.21 0.17

0.87 0.14 0.06

0.40 0.15 08

0

0

.

.

07C

C

P

P

R

R

A

A

0.100.081.09 0.26

0.02 0.24 0.05CP

CP

R

A

0CPB D K

0 *CP SB D K K

Misure statisticamente limitate Aggiungere quanti più modi possibili e continuare con la presa dati

Vincolo su rB molto blando. Misura di ancora prematura

*0 0 0CP CPB D D K

CP

CP

0.040.1- 40.76 0.29 0.0

( 1.15 0.1

6

1.77 0.37 0.12

0.09 0.20 0.0

2)(0.33 0.34 0.10 )

6CP

CPCP CP

R

A

R

A

A A

22(1 )CP CP BR R r

2 0.23 0.24Br

2sin CPR

| |CP CPr R R

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Metodo Atwood-Dunietz-Soniapplicato a B+D0K+

B

u

c

0(*)D

(*)K

bs

*cbV

usV

u u

s

d

KcdV

*usV

u

b

u

*ubV

csV B

u

s

c

0(*)D

(*)K

s *csV

u

d

u

K

ie

udV

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Il metodo Atwood-Dunietz-Soni

Simile a GWL, si sostituiscono autostati di CP con autostati di sapore di D

Si combina la transizione dominante bc con decadimenti del D0

doppio Cabibbo soppressi

Vantaggio: entrambe le ampiezze piccole ma paragonabili rB grande?

Svantaggio: BF(B[K]D K) effettivo ~ 10-7

B

u

c

0(*)D

(*)K

bs

*cbV

usV

u u

s

d

KcdV

*usV

u

Decadimento b u soppressoDecadimento c s favorito

Decadimento favorito b c Decadimento D doppio Cabibbo

soppresso

b

u

*ubV

csV B

u

s

c

0(*)D

(*)K

s *csV

u

d

u

K

ie

udV

2

1B

A b

br

u

A c

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Osservabili nel metodo ADS

2 osservabili legate a numero di eventi nei diversi modi:

0

0

| ( ) |0.060 0.003

| ( ) |D

A D Kr

A D K

2 2([ ] ) ([ ] )2 cos( ) cos

([ ] ) ([ ] )ADS D B B D D B

BF K K BF K KR r r r r

BF K K BF K K

([ ] ) ([ ] )2 sin( )sin /

([ ] ) ([ ] )ADS B D D B ADS

BF K K BF K KA r r R

BF K K BF K K

3 incognite da determinare Rapporto rB Angolo Differenza di fase forte B+D

Si usano sia D0 che D*0 ma… ciascuno ha il suo valore per rB e B

0

(*)

0

| |

| |B

A B D Kr

A B D K

Decadimenti DD(K) PRL 91, 171801 (2003)

doppio Cabibbo soppresso

Favorito

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Ricerca di decadimenti B+[K-+]D K+

Nessun segnale!

rB più piccolo del valore atteso da elementi CKM e soppressione di colore Soppressione di colore diversa in b c e b u?

227M BB

4.03.24.7

DB K K

N

* 0 0

1.30.80.2

D DB K K

N

* 0

2.11.41.2

D DB K K

N

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* 0.021 (90% CL)ADSR * 0.21 (90% )Br CL

Scan all values of

Vary 1

Assume 48 73

D

D

o o

r

No assumpton on

0.030 (90% CL)ADSR

0.23 (90% )Br CL

Limiti su rB dal metodo ADS con B+[K-+]D K+

DK K

*DK K

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Analisi Dalitz diu

c0(*)D

(*)K

bB

s*cbV

usV

b

u

*ubV

csV B

u

s

c0(*)D

(*)K

0SB D K K

2 2 4GeV /Sm K c

2 2 4GeV /Sm K c

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Interferenza in B– D0[Ks] K–

Probabilmente il metodo migliore per misurare

Si misura e Solo 2 ambiguità discrete in !

Sensibilità a varia muovendosisul plot di Dalitz

Si misura la struttura Dalitz con un campione ad alta

statistica DDKS

0 2 2 ( ) 2 2

0 2 2 ( ) 2 2

( [ ] ) ( ) ( , ) ( , )

( [ ] ) ( ) ( , ) ( , )

iS B

iS B

A B K K A B D K f m m r e f m m

A B K K A B D K f m m r e f m m

2 2 0

2 2 0

( )

( )

S

S

m m K

m m K

Esempior

DCS K*(892)

(770)

2 2 0, Sf m m A D K

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Struttura Dalitz D0 Ks in D*– D0

Cabibbo Favored K*(892)

K*(892) Doppio Cabibbo soppresso

2m

2m2m

81k eventi con purezza 97% (92 fb-1)2 0 2

2 0 2

( )

( )

S

S

m M K

m M K

Modello isobaro: somma di risonanze notee 1 componente non-risonante

No D mixingCP conservata nei decadimenti del D

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Struttura di Dalitz D Ks in B– DK

B

B

B

B B

Proiezioni del plots di Dalitznella regione di segnale mES > 5.27 GeV/c2

~260 eventi

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Vincoli su e rB da B– D[Ks] K–

Combinando i 2 campioni:

Modellizzazionedella strutturaDalitz del segnale

Struttura di Dalitz del fondoParametrizzazione del fitAmpiezze e fasi Dalitz

211M BB

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Sensibilità di GWL, ADS, e Dalitz a rB

rB = 0.1

rB = 0.2

rB = 0.3

, 13062 , 15o oB D

o

(rad)

2Proiezioni con 500 fb-1

rB

D0 Dalitz

(

)

solo GLW

solo ADS (D and B ignoti)

GLW+ADS

Sensibilità su decrescesignificativamente per rB piccoli

Misure correnti suggerisconorB < 0.2 al 90% CL

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Analisi dipendente dal tempoe sin() con BD

b d

bd0B 0B

u

d

d

c(*)D

,

ubV

u

d

c(*)D

,

b

d

0B

d*cbV

udV

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Vantaggio: branching fraction grande per il decadimento favorito (~3x 10-3)

Svantaggio: BR piccolo per il decadimento soppresso (~10-6) interferenza piccola e violazione di CP piccola!

* i i iub cd BrV V e A e e

Violazione di CP in B0D(*)

Suppressed b u decay

Differenzadi fase forteAngolo CKM

*cb udV V A

Determina la sensibilitàdel metodo

b d

bd0B 0B

u

d

d

c(*)D

,

ubV

Favored b c decay

2 ie Mixing:

u

d

c(*)D

,

b

d

0B

d*cbV

udV *cdV

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B0

B0 f

+e-e

B0 DB0 D

Analisi dipendente dal tempo per violazione di CP

z

Δ zΔ tβγ c

Brec

Btag 4s

(4S) = 0.55

z

Coppia BB coerente

B0

B0

Si separano

B0 e B0

Si separano

B0 e B0

0B

0B

0DK

π

π

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Distribuzioni dipendenti dal tempo

0 (*) + (* (*)

0 (*) + (*

)

(*))

π ,Δ 1 cos sΔ Δ

π ,Δ 1 cos

in Δ Δ

sΔ in Δ ΔΔ

td

td

d

d

f B D t N e C m t

f

S m

B D t N e C m t

t

S m t

0 (*) (*)

0

(*)

(*)(*) (*)

π ,Δ 1 cos Δ sin Δ Δ

sin

Δ

π ,Δ 1 cos Δ Δ Δ Δ

td

td

d

d

f B D t N e C m t

f

S m

B D t N e C

t

t S mm t

2(*)(*)2

(*)

11

1

rC

r

(*)(*) (*)2

(*)

2sin(2 )

1

rS

r

(*)(*) (*)2

(*)

2sin(2 )

1

rS

r

(4s)Tag B

Reco BK+

+

z

K+

t z/c

z

-s

-

Violazione di CP indiretta

Sensibilità a sin()dipende dal valore di r

Violazione di CP diretta

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Campioni B parzialmente e completamente ricostruiti

110 million BB

BDcompletamente ricostruiti

BD parzialmente ricostruiti

178 million BB

Campione grande di purezza alta Necessario

modellare e caratterizzare il fondo

0 *B D 0

softD

X

Si usano vincoli cinematici per calcolare la massadel D e la massamancante

D

Combinatoric BBPeaking BBContinuum

Campione Eventi Purezza

B D 7611 ± 97 91.4%

B D 7068 ± 89 95.8%

B D 4400 ± 79 87.3%

Lepton Tags

Campione Eventi Purezza

Lepton Tags

16060 ± 210

54%

Kaon Tags 57480 ± 540

31%

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Stima di r da Ds(*)/

Non c’è abbastanza statistica per misurare rB

Si usa la simmetria SU(3) per stimare rB dai dati

0 (*)B D

0 (*)B D

0B

(*)D

, 0B ,

(*)SD

SU(3) ?

(*)

(*)

0 (*)

(*)

0 (*)

S

ScdD

csD

BF B Df Vr D

f V BF B D

0

0S

ScdD

D cs

BF B DVfr D

f V BF B D

0 (*)

(*)

0 (*)0.02B

A B Dr D

A B D

Incertezza teorica 30%cdV csV

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Distribuzioni attese per sin()

r amplificato (x5) per rendere visibile l’effetto Valori piccoli di r riducono significativamente la sensibilità del

metodo

Nessuna interferenza nessun possibilità di rivelare violazione di CP

Violazione di CP solo in B0 completamente ricostruiti: r 0

Violazione di CP sia che nel B0 tag che nel ricostruito: r 0 and r’ 0

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Asimmetrie misurate (D* parzialmente ricostruito)

0 (*) + (* (*)

0 (*) + (*

)

(*))

π ,Δ 1 cos sΔ Δ

π ,Δ 1 cos

in Δ Δ

sΔ in Δ ΔΔ

td

td

d

d

f B D t N e C m t

f

S m

B D t N e C m t

t

S m t

0 (*) (*)

0

(*)

(*)(*) (*)

π ,Δ 1 cos Δ sin Δ Δ

sin

Δ

π ,Δ 1 cos Δ Δ Δ Δ

td

td

d

d

f B D t N e C m t

f

S m

B D t N e C

t

t S mm t

2

(*)(*)2

(*)

11

1

rC

r

(*)(*) (*)2

(*)

2sin(2 )

1

rS

r

(*)(*) (*)2

(*)

2sin(2 )

1

rS

r

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Asimmetrie CP in B0D(*)

Asimmetria misurate compatibili con zero

2 sin(2 )cos 2 cos(2 )sinlepa r c r

Preliminare110M BBRicostruzione esclusiva

Preliminare178M BBRicostruzione parziale

*

*

0.032 0.031 (stat.) 0.020 (syst.)

0.049 0.031 (stat.) 0.020 (syst.)

0.005 0.044 (stat.) 0.021 (syst.)

0.059 0.055 (stat.) 0.033 (syst.)

0.049 0.054 (stat.) 0.033 (sys

lep

lep

D

D

D

D

D

a

a

a

c

c

t.)

0.147 0.074 (stat.) 0.035 (syst.)lep

Dc

*

*

*

*

0.048 0.022 (stat.) 0.010 (syst.)

0.033 0.023 (stat.) 0.015 (syst.)

0.015 0.036 (stat.) 0.019 (syst.)

0.019 0.023 (stat.) 0.016 (syst.)

lep

K

lep

K

D

D

D

D

a

a

c

c

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Vincoli sul triangolo di unitarietà da Babar

Preliminary

Ricostruzione esclusiva BD Ricostruzione parziale BDCKM Fitter: ckmfitter.in2p3.frA. Hoecker et al.,Eur. Phys. Jour.C21(2001) 225

UTfit: www.utfit.orgM. Bona et al.,hep-ph/0408079

95 CL%

68 CL%

* 0.0040.006

Updated estimate of r:

0.015

from improved

( )S

r D

BF D

Non usa simmetria SU(3) per stimare r

Ricostruzione BD,Desclusiva, BD parziale

Page 36: Lezione 6: gamma Matrice CKM e unitarietà Misura di precisione di sin2 Media mondiale 0.725 ± 0.037 Misura di in decadimenti senza charm Misura diretta.

Ricerca di decadimentiBDK

b c

d d

u

s

0(*)D

0(*)K

*cbV

usV0B

b

c

d

u

s

ubV

*csV

0B

b

0B

d

d

0(*)K

0(*)D

Page 37: Lezione 6: gamma Matrice CKM e unitarietà Misura di precisione di sin2 Media mondiale 0.725 ± 0.037 Misura di in decadimenti senza charm Misura diretta.

Misura di sin(2+) con B0/B0 D(*)0K(*)0

Interferenza tra decadimento e oscillazioni uguale a D Vantaggi:

Attese asimmetrie grandi

Misura dipendente dal tempo con K KS

Misura di rB in stati finali “auto-etichettati” KK

Svantaggi: Decadimenti soppressi per colore: branching fractions più piccole di D Effetti da decadimenti del D0 doppio Cabibbo soppressi

* i i iub cs BrV V e A e e *

cb usV V A

0 0 (*)0 *

*0 0 (*)0~ 0.4ub cs

Bcb us

A B D K V Vr

V VA B D K

Differenzadi fase forte

b c

d d

u

s

0(*)D

0(*)K

*cbV

usV0B

b

c

d

u

s

ubV

*csV

0B

b

0B

d

d

0(*)K

0(*)D

Page 38: Lezione 6: gamma Matrice CKM e unitarietà Misura di precisione di sin2 Media mondiale 0.725 ± 0.037 Misura di in decadimenti senza charm Misura diretta.

Studio di B0/B0 DKS

hep-ex/0408052

Modo BF (10-5)

BDK 6.2 ±1.2 ±0.4

BDK 4.5 ±1.9 ±0.5

124M BB

N=64 ± 11

N=11 ± 4Prima

osservazione!

D Sidebands

Incertezza su sin() ~ 0.6con DKs su 500 fb

(assumendo r ~ 0.4)

Preliminare

Page 39: Lezione 6: gamma Matrice CKM e unitarietà Misura di precisione di sin2 Media mondiale 0.725 ± 0.037 Misura di in decadimenti senza charm Misura diretta.

Decadimenti B0 D0K*0 e limite su rB

Modo BF (10-5)

BDK 6.2 ±1.4 ±0.6

BDK < 4.1 @ 90% CL

Contributo Vub necessario per misurare !

0.8 @ 90% C.L.Br

124M BB

Nessun segnale in decadimentimediati da Vub

N=45 ± 9

Si separano B e B

tramite correlazione di carica

Transizione Vcb

Transizione Vub

0 0 *0

0

*0

KK

B D KD X

K

0 0 *0

0

*0 K

BXK

D KD

K

Preliminare

Page 40: Lezione 6: gamma Matrice CKM e unitarietà Misura di precisione di sin2 Media mondiale 0.725 ± 0.037 Misura di in decadimenti senza charm Misura diretta.

Riepilogo dei risultati presentati

sin() con BDK

sin() con BD

Dalitz con B– D(*)0[Ks

] K–

GLW con B+D(*)0K(*)+

ADS con B+D(*)0K+

• Asimmetria di CP diretta compatibile con zero• Statisticamente dominato• Aggiunggere più dati e modi di decadimento

• Nessun segnale!

• rB più piccolo del previsto

0.23 (90% )Br CL

* 0.21 (90% )Br CL

0.18 (90% )Br CL

* 0.24 (90% )Br CL

• ambiguità discreta x2

• Precisione dipenderà da rB

(88 41( ) 19( ) 10( ))ostat syst dalitz

• Asimmetria di CP compatibile con 0• Misura con D non promettente* 0.005

0.007

0.019 0.004

0.017

r

r

( ) 0.0095 (90% )r D CL

• Nessun segnale per il decadimento mediato da Vub e sensibile a • Misura effettuabile a una super B-factory

0 0 *0 54.1 10 (90% )BF B D K CL

hep-ex/0408088

hep-ex/0408028

hep-ex/0408059

hep-ex/0408038

hep-ex/0408052

Page 41: Lezione 6: gamma Matrice CKM e unitarietà Misura di precisione di sin2 Media mondiale 0.725 ± 0.037 Misura di in decadimenti senza charm Misura diretta.

Confronto BaBar/Belle

Ricerca diBDK

sin() con BD

Dalitz con B– D(*)0[Ks

] K–

GLW con B+D(*)0K(*)+

ADS con B+D(*)0K+

• Precisione confrontabile per i 2 esperimenti• Belle ha aggiunto stati finali a CP=-1 • Nessuna evidenza sperimentale

0.23 (90% )Br CL* 0.21 (90% )Br CL

0.28 (90% )Br CL

0.100.26 0.03 0.040.14Br

(88 41( ) 19( ) 10( ))ostat syst dalitz

1719(77 ( ) 13( ) 11( ))ostat syst dalitz

* 0.24 (90% )Br CL0.18 (90% )Br CL

* 0.190.20 0.02 0.040.17Br

• risultati confrontabili• dominati dalla statistica

0 0 *0 5

0 *0 *0 5

0.5 10

1.9 10

BF B D K

BF B D K

0 0 *0 54.1 10BF B D K

275M BB

227M BB

126M BB274M BB

154M BB

211M BB

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Conclusioni

Misure di difficili

Rapporto rB=|bu|/|b c| più piccolo del previsto Soppressione di colore diversa per bu ?

Nessun metodo o modo di decadimento “aureo” Metodi puliti teoricamente hanno poca statistica Campioni ad alta statistica hanno asimmetrie piccole

Nessun metodo singolo sarà in grado di fornire una misura di precisone

Occorre combinare vincoli e misure da parecchi metodi per ottenere vincoli sensati e una misura pulita di

Page 43: Lezione 6: gamma Matrice CKM e unitarietà Misura di precisione di sin2 Media mondiale 0.725 ± 0.037 Misura di in decadimenti senza charm Misura diretta.

Evoluzione delle misure del triangolo di unitarietà

2005

Page 44: Lezione 6: gamma Matrice CKM e unitarietà Misura di precisione di sin2 Media mondiale 0.725 ± 0.037 Misura di in decadimenti senza charm Misura diretta.

Stato attuale del triangolo d’unitarietà

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Vincoli dalle misure degli angoli

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Additional Slides

Page 47: Lezione 6: gamma Matrice CKM e unitarietà Misura di precisione di sin2 Media mondiale 0.725 ± 0.037 Misura di in decadimenti senza charm Misura diretta.

Limits on rB with ADS Method with B+[K-

+]D K+

0.030 (90% CL)ADSR

0.23 (90% )Br CL

Scan all values of

Vary 1

Assume 48 73

D

D

o o

r

Scan all values of

Vary 1

No assumpton on

D

Dr

Not encouraging for measurement of

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What about ADS with B+[K-+]D* K+ ?

Used the same approachto obtain limit on rB

But there is a complicationas pointed out recentlyin hep-ph/0409281

Strong phase for DD and DDdiffer by

Once taken into account the limit on rB will improve!

* 0.021 (90% CL)ADSR

* 0.21 (90% )Br CL

Page 49: Lezione 6: gamma Matrice CKM e unitarietà Misura di precisione di sin2 Media mondiale 0.725 ± 0.037 Misura di in decadimenti senza charm Misura diretta.

Constraints on and rB with B– D[Ks]

K–

0.18 (90% )Br CL

(130 45( ) 8( ) 10( ))oB stat syst dalitz

68% CL

95% CL

No sensitivity for rB<0.1with current statistics

UTfit: www.utfit.org

Bayesian confidence intervalswith uniform a priori

Page 50: Lezione 6: gamma Matrice CKM e unitarietà Misura di precisione di sin2 Media mondiale 0.725 ± 0.037 Misura di in decadimenti senza charm Misura diretta.

Constraints on and rB with B– D[Ks]

K–

68% CL

95% CL

* (311 52 23 10)oB

(88 41( ) 19( ) 10( ))ostat syst dalitz

* 0.24 (90% )Br CLCaveat: does not account forphase difference between D

and D hep-ph/0409281

From combination of the two samples:

Modeling ofDalitz structurefor signal

Dalitz structure of backgroundPDF shapesDalitz amplitudes and phases

211 million BB

Page 51: Lezione 6: gamma Matrice CKM e unitarietà Misura di precisione di sin2 Media mondiale 0.725 ± 0.037 Misura di in decadimenti senza charm Misura diretta.

Time-dependent decay rates

Similar to D* distribution r expected to be large

Linear dependency on r: can be measured in the fit (?) Tag-side DCS effects are small compared to signal amplitude But there are other potential complications due to DCS decays on

reco side

0

0

2

2 2

2

2 2

20

2 2

1 2( , ; ) 1 cos sin

8 1 1

1 2( , ; ) 1 cos sin

8 1sin 2

1

1 2( , ; ) 1 cos sin

8

sin

1

2

s1

in 2

t

t

t

e r rf tag X t m t m t

r r

e r rf tag X t m t m t

r r

e r rf tag X t m t

rB

K

K

KB

r

B

2

20

2

1 2( , ; ) 1 cos sin

8 1s

1in 2

t

m t

e r rf tag X t m t m t

rB

rK

2 22 1sin 2 1 1 1

2S SS S

One solution: sin2()

The other one: cos

Page 52: Lezione 6: gamma Matrice CKM e unitarietà Misura di precisione di sin2 Media mondiale 0.725 ± 0.037 Misura di in decadimenti senza charm Misura diretta.

Impact of Doubly-Cabibbo-Suppressed D0 decays

All 3 coefficients are modified by the DCS decays of D0

Coherent superposition of the B and D decay amplitudes

2 sin 2

sin 2

si sin 22 sin

n 22

22

BB

DDD

B

BD D

rr

r

r

rr r

~1% ~4% ~25%

2

2

2 21 21 1 DD D

BBB B

r

r

r

rr Crr C

cos DC

Not an issue experimentally for a while: much lager statistical uncertainty Need external input for some of these parameters

For example CLEO-C

0B D KK

DA

0B D KK D

Dir Ae

0

00.0077 0.0025 0.0025 0.09D

BF D

BF D

Kr

K

CLEO

Page 53: Lezione 6: gamma Matrice CKM e unitarietà Misura di precisione di sin2 Media mondiale 0.725 ± 0.037 Misura di in decadimenti senza charm Misura diretta.

B– D , D Ks Sample

261 19

D0K

83 11

D*0(D00)K

40 8

D*0(D0)K

211 million BB

Page 54: Lezione 6: gamma Matrice CKM e unitarietà Misura di precisione di sin2 Media mondiale 0.725 ± 0.037 Misura di in decadimenti senza charm Misura diretta.

D Ks Dalitz Structure in B– DK

B B

B B

Dalitz Projection Plotsin signal region mES > 5.27 GeV/c2

~120 events

Page 55: Lezione 6: gamma Matrice CKM e unitarietà Misura di precisione di sin2 Media mondiale 0.725 ± 0.037 Misura di in decadimenti senza charm Misura diretta.

Potential competing CP violating effects in B decays used for flavor tagging

Impact of CP Violation on tag side Long, Baak, Cahn, Kirkby

PRD68, 034010

Reco B

K+

+

-

-

0B D

Tag B K+

s

0 *B D

Dominant b c decay

Reco B

K+

+

-

-

0B D

K

s

0 *B D

Tag B

Suppressed b u decay

zz

Can be misidentified as0 *B D

Page 56: Lezione 6: gamma Matrice CKM e unitarietà Misura di precisione di sin2 Media mondiale 0.725 ± 0.037 Misura di in decadimenti senza charm Misura diretta.

Potential competing CP violating effects in B decays used for flavor tagging

Modified time distributions :

Impact of CP Violation on tag side Long, Baak, Cahn, Kirkby

PRD68, 034010

(*) + (*)π ,Δ 1 cos Δ Δ sin Δ Δ 2 sin(2 2 sin(2 ) )d df D t C m t m t r r

Reco B

K+

+

-

-

0B D

Tag B K+

s

0 *B D

Dominant b c decay

Reco B

K+

+

-

-

0B D

K

s

0 *B D

Tag B

Suppressed b u decay

zz

Can be misidentified as0 *B D

Page 57: Lezione 6: gamma Matrice CKM e unitarietà Misura di precisione di sin2 Media mondiale 0.725 ± 0.037 Misura di in decadimenti senza charm Misura diretta.

Potential competing CP violating effects in B decays used for flavor tagging

Modified time distributions :

Re-parameterize sine coefficients S and S as sum of 3 new coefficients 1 term unchanged 2 terms absorb the tag-side effect

Impact of CP Violation on tag side Long, Baak, Cahn, Kirkby

PRD68, 034010

(*) + (*)π ,Δ 1 cos Δ Δ sin Δ Δ 2 sin(2 2 sin(2 ) )d df D t C m t m t r r

2 sin(2 )cos

sin(2 )

2cos(2 )( si

2 ' cos '

'sin )n '

a r

b

c

r

r r

2 sin(2 )cos

2 cos(2 )si

0

nlep

b

a r

c r

Lepton flavor tags Kaon and other flavor tags

No corresponding Vub amplitude in semileptonic decays

Reco B

K+

+

-

-

0B D

Tag B K+

s

0 *B D

Dominant b c decay

Reco B

K+

+

-

-

0B D

K

s

0 *B D

Tag B

Suppressed b u decay

zz

Can be misidentified as0 *B D

Page 58: Lezione 6: gamma Matrice CKM e unitarietà Misura di precisione di sin2 Media mondiale 0.725 ± 0.037 Misura di in decadimenti senza charm Misura diretta.

Measurement of B0Ds and Search for B0Ds

hep-ex/0408029

90 million BB

Not great news for CP violation measurement with D

* 0.0050.007

0.019 0.004

0.017

r

r

PRL 92, 251801 84 million BB

Search for B Ds

Additional 30% Theoretical Uncertainty on estimated r