Neue Resultate von BELLE FAKT ÖPG 2003 / Strobl L. WIDHALM - Vienna KEK, Tokyo Neue Resultate von Belle Das Experiment Übersicht neuer Resultate Hinweise.

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1 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 K s ? Entdeckung einer neuen Charmonium Resonanz ? Die Wiener Beteiligung – Messung von |V ub | Collaboration

2 Neue Resultate von BELLE FAKT ÖPG 2003 / Strobl L. WIDHALM - Vienna L peak = 1.0567 x10 34 cm -2 sec -1 (!) Design = 10 34 cm -2 sec KEKB Collider e-e- 8GeV e+e+ 3.5GeV = 0.425 B-Factory (auf der 4s Resonanz) B-Factory (auf der 4s Resonanz) BB threshold

3 Neue Resultate von BELLE FAKT ÖPG 2003 / Strobl L. WIDHALM - Vienna SVD Der BELLE Detektor

4 Neue Resultate von BELLE FAKT ÖPG 2003 / Strobl L. WIDHALM - Vienna Die Physik von BELLE Selbstkonsistent wenn SM korrekt V tb *V td V cb *V cd Unitaritäts-Dreieck V ub *V ud V cb *V cd V tb *V td V cb *V cd + 1 += 0 ii {i=1,k=3}: V ub *V ud +V cb *V cd +V tb *V td = 0 d s b u V ud V us V ub c V cd V cs V cb t V td V ts V tb CKM-Matrix 1 i 0 B 0 ->ππ B 0 -> π B 0 ->J/ K s B 0 -> K s B 0 ->D ( * ) D ( * ) B 0 -> D*π B 0 ->D* B 0 ->D* B->D CP K V ub *V ud V cb *V cd 1 2 3

5 Neue Resultate von BELLE FAKT ÖPG 2003 / Strobl L. WIDHALM - Vienna Prinzip der 1 -Messung mittels B J/ K s keine theoretische Unsicherheit experimentell sauber goldener Kanal sin2 1 (NEW World Av.) =0.736±0.049 B0B0 B0B0 B0B0 V cb V tb V* V tb V* 2 td J/ KSKS KSKS V cb

6 Neue Resultate von BELLE FAKT ÖPG 2003 / Strobl L. WIDHALM - Vienna Prinzip der 1 -Messung mittels B J/ K s t z/(cβγ) Flavor-tag decay (B 0 or B 0 ?) J/ KSKS B - B B + B e e more Bs z t=0 f CP

7 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 K s 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 sin2 1 (Belle 2003, 140 fb - 1 ) =0.733±0.057±0.028 sin2 1 (BaBar 2002, 81 fb -1 ) =0.741±0.067±0.033 sin2 1 (NEW World Av.) =0.736±0.049 CP = +1 sample sin2 1 = 0.80±0.13 CP = -1 sample sin2 1 = 0.73±0.06

8 Neue Resultate von BELLE FAKT ÖPG 2003 / Strobl L. WIDHALM - Vienna Übersicht über neue Resultate sin2 1 (Belle 2003, 140 fb -1 ) =0.733±0.057±0.028 sin2 1 (BaBar 2002, 81 fb -1 ) =0.741±0.067±0.033

9 Neue Resultate von BELLE FAKT ÖPG 2003 / Strobl L. WIDHALM - Vienna Neue Physik in B K s ? B K s theoretisch sehr sauber A = -0.15 ± 0.29 ± 0.07 sin2 1eff = –0.96 ± 0.50 3,5 Abweichung vom Präzisionsergebnis! Wahrscheinlichkeit für Kompatibilität 0,05% 68 ±11 events

10 Neue Resultate von BELLE FAKT ÖPG 2003 / Strobl L. WIDHALM - Vienna Neue Physik in B K s ? sin2 1 (NEW World Av.) =0.736±0.049 Erst die Zukunft, mit mehr Statistik (und eventuell weiter verbesserter Analyse) wird die Antwort bringen! 70 ± 9 events BaBar Resultat von 2002: sin2 1eff = –0.18 ± 0.52 Resultat 2003: sin2 1eff = +0.45 ± 0.44 Grund für Verschiebung ist eine 1 statistische Fluktuation

11 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 sin2 1 (NEW World Av.) =0.736±0.049 (2S) ? M(J/ ) - M(J/ ) GeV Belle 304M Bs

12 Neue Resultate von BELLE FAKT ÖPG 2003 / Strobl L. WIDHALM - Vienna Neue Charmonium Resonanz ? sin2 1 (NEW World Av.) =0.736±0.049 Interpretation: Masse gerade an der D 0 D *0 threshold lose gebundenes molecular charmonium, oder ein (1 3 D 2 ) 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) Q q Q q D 0 D *0 molecule Diquark Model (Qq) are colored Loose binding A different idea from that time: Decays to (QQ)+(light mesons) via quark rearrangement which suppresses the width. Stronger binding QQ qq

13 Neue Resultate von BELLE FAKT ÖPG 2003 / Strobl L. WIDHALM - Vienna PDG 2002 + (BELLE Belle 2 ±1 Belle 1 ±1 K 0.2-0.20.40.60.81.0-0.4-0.6 0.2 0.6 0.4 0.2 Wiener Beteiligung – Messung von V ub | V ub |

14 Neue Resultate von BELLE FAKT ÖPG 2003 / Strobl L. WIDHALM - Vienna Messung von V ub über den Zerfall B l benötigt wird Formfaktor f B (q 2 ) der analoge Formfaktor f D (q 2 ) kann im Zerfall D l gemessen werden das Verhältnis f B /f D ist durch numerische Methoden (Lattice) gut bekannt

15 Neue Resultate von BELLE FAKT ÖPG 2003 / Strobl L. WIDHALM - Vienna K D D* Mass- / Vertex Fit e+e- 3.5 GeV8 GeV K K D* D e/µ Methode der Rekonstruktion inverser Fit Zusätzliche primäre Mesonen

16 Neue Resultate von BELLE FAKT ÖPG 2003 / Strobl L. WIDHALM - Vienna Blick in die Daten (ca. 10 Millionen gefilterte Ereignisse, 50% der Gesamtstatistik) m D* / GeV D* hadronischD* semileptonisch 7666 D* 0 49810 D* ± vor Fit 12020 D* candidates

17 Neue Resultate von BELLE FAKT ÖPG 2003 / Strobl L. WIDHALM - Vienna Blick in die Daten (ca. 10 Millionen gefilterte Ereignisse, 50% der Gesamtstatistik) m D / GeV D semileptonisch 992 D 0 112 D ± vor Fit Anzahl Primärteilchen D*D* candidates

18 Neue Resultate von BELLE FAKT ÖPG 2003 / Strobl L. WIDHALM - Vienna MC m ² / GeV² Signal nicht-leptonischer Untergrund Blick in die Daten (ca. 10 Millionen gefilterte Ereignisse, 50% der Gesamtstatistik) ~ 110 D Kl ~20 D l candidates m ² / GeV² Neutrino mass squared data

19 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?

20 Neue Resultate von BELLE FAKT ÖPG 2003 / Strobl L. WIDHALM - Vienna Ereignisrekonstruktion in C++ bei BELLEPDA Seminar 11/02 Laurenz Widhalm

21 Neue Resultate von BELLE FAKT ÖPG 2003 / Strobl L. WIDHALM - Vienna Next: 2 (α) from B f cp >= + V tb B0B0 B0B0 V* td tdtd V tb V ub + + B0B0 + V* 2 V 2 tdub

22 Neue Resultate von BELLE FAKT ÖPG 2003 / Strobl L. WIDHALM - Vienna Constraints on the CKM angle φ 2 (α) S ππ, A ππ depend on 4 parameters: S ππ, A ππ depend on 4 parameters: 2, 1 [21.3°-25.9°], |P/T| [0.15-0.45], 2, 1 [21.3°-25.9°], |P/T| [0.15-0.45], -> plot confidence contours in ( 2, ) for various |P/T| -> plot confidence contours in ( 2, ) for various |P/T| e.g. e.g. |P/T|=0.3 1 =23.5° 1 =23.5° 2 Indirect constraints (CKM fitter group) : 78.3° 2 121.6° 78.3° 2 121.6° (95% C.L.) consistent Find: 78° 2 152° (95% C.L.) insensitive to