1 レレレレレレレレレレレレレレレ eV 0 レレレ 名名名名名 名 名名 西 2007/3/23 学学学学学学学学学
Jan 03, 2016
1
レレレレレレレレレレレレレレレ eV0 レレレ
名古屋大学西尾 佑子
2007/3/23 学術創成評価委員会
学術創成評価委員会 2
はじめに/e V0
V 0:中性ベクトルメソン (K*LFV (レプトンフレーバー非保存)
レプトンの世代数が保存しない標準模型では禁止
標準模型を超える物理の探索LFV を予想する理論
Heavy Dirac Neutrino (Phys.Rev. D62 036010 ) 崩壊分岐比< O(10-6~10-7)
MSSM 崩壊分岐比 ~O(10-9)
Bファクトリーで到達可能
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学術創成評価委員会 3
過去の実験結果
モード PDG (2006)
Belle(158fb-1)
- 7.010-6 7.710-7
e- 6.910-6 7.310-7
- - -
e- - -
- 6.310-6 2.010-7
e- 2.010-6 6.510-7
-K*(892)0 7.510-6 3.910-7
e-K*(892)0 5.110-6 3.010-7
-K*(892)0 7.510-6 4.010-7
e-K*(892)0 7.410-6 4.010-7
543fb-1 のデータを用いて解析
ーー
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崩壊分岐比の上限値
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KEKB 加速器( B ファクトリー)
電子陽電子衝突型円形加速器電子 8.0 GeV陽電子 3.5 GeV
重心系エネルギー =10.58 GeV, (4S) 共鳴
ファクトリー()~0.9nb(BB)~1.1nb
世界最高のルミノシティ積分ルミノシティ 710fb-1
ピークルミノシティ 1.71×1034 cm-2 ・ s-1
世界最高感度の探索
S
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543fb-1 のデータ( 4.8×108 個の対事象)を使用
学術創成評価委員会 5
Belle 検出器荷電粒子運動量
SVD,CDC電子識別
ECL,ACC,CDC 識別
KLMK/ レレ
CDC,TOF,ACC
大きさ 7m7m7m質量 2000t
3.5GeV
8.0GeV
SVD
KLM
CDCACC
TOF
ECL
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学術創成評価委員会 6
信号事象タグ側
(1 trk)+N+missing
信号側
タグ側 タグ側
信号側
信号側/e + V 0()
K+K-
レレ
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信号事象を3つのレベル(段階)にて背景事象( BG )と選別
学術創成評価委員会 77
e の事象選択
data signal
レレレレ ( ID 前 )
<レベル1>全電荷ゼロECM
total<11GeV1-3prong
<レベル 2>信号側 のこども: KID, 電子ではないことを要求レプトン ID
レ plab>1.0GeV/c の荷電粒子
e レ pelab>0.5GeV/c の荷電粒子
の質量 :1.01<Mkk<1.03 GeV/c2
信号側の光子数: Nsig 1
タグ側タグ側の光子数: Ntag2
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学術創成評価委員会
<レベル1> レレレレレ様
<レベル 2>信号側信号側の光子数: N
sig4 0 の質量: 0.11<M<0.15 GeV/c2
レプトン ID レレレレレ様
の質量: 0.757<M<0.808 GeV/c2
タグ側タグ側の光子数: Ntag2
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e の事象選択
data signal
質量分布 ( ID 後)
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学術創成評価委員会 9
レベル 3: 背景事象の抑制ee
V- カット(欠損運動量と欠損質量の2乗を用いたカット) cos-0.999 ( e レ cosCM
l0.88
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cos-0.99 6 e
① 事象を抑制
③ 2光子過程の抑制
② レレレ レレレレレレ
2 光子過程
学術創成評価委員会 10
① V- カット欠損運動量 (pmiss) と欠損質
量の2乗 (m2miss) の2次元分布
レレレレレレレレレレレレレレ レレレレレレ m2miss が大
レレレレ レレレレレ レレ レレレレレ レレレ
10
e
e
data signal
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e レレレレレレレcosCM
l0.88 ; レプトンと レレレレ
信号事象 : 16% 損失 11% 損失 事象 : 59% 排除 56% 排除
data signal qq 2 光子過程
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② の抑制
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e
e
学術創成評価委員会
e レレレレ2 光子過程
e+e-(e+e-)ss (e) e+e-(e+e-)uu (e)
レレ
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③ 2 光子過程の抑制
data
signal
2 光子過程
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<3.05 (cos-0.996)
ee
<3.1 (cos-0.999)
学術創成評価委員会 13
e レ invvs不変質量とE の2次元プロット : 10レレ
不変質量 Minv = (E レp レ
)1/2、E = ECMレECM
beam
3レレレレ信号領域ブラインド領域:データを隠してある
信号検出効率(の分岐比を含む)
±10box 内のイベント数(信号領域を除く)
信号領域の BG 予想値
13
モード data MC
2 1.6±1.1
e 2 0
data signal
e
Mode BG の予想値
0.11±0.08
e 0.11±0.08
サイドバンドのデータ から見積もる
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BG のモード:
ブラインド領域
ブラインド領域
3.1% 、 e3.1%
学術創成評価委員会 14
e レ bcvsMbc と E の2次元プロット( 10 )
Mbc = (Ebeamp レ
)1/2
信号領域(レレレ)はブラインド信号検出効率( レレレレを含む)
2.5% , e2.5%
±10box 内のイベント数(信号領域を除く)
信号領域の BG の予想値
14
モード data MC
8 8.71.7
e 0 0.970.56
data signal
モード BG の予想値
0.200.28
e 0+0.07
レ MC の分布から評価 e レレレレレレレレレレ
e
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BG のモードe:
ブラインド領域
ブラインド領域
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系統誤差source e e
トラック再構成
4.0% 4.0% 4.0 4.0%
ルミノシティ 1.6% 1.6% 1.6% 1.6%
レプトン ID 2.0% 2.2% 2.0% 2.2%
KID 1.4% 1.4% - -
トリガー 0.6% 0.4% 0.05% 0.05%
再構成 - - 4.0% 4.0%
MC 統計 1.3% 1.3% 0.7% 0.7%
Total 5.1% 5.2% 6.3% 6.3%
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学術創成評価委員会
•Nobs :信号領域内の検出事象数•S0 : 信号事象数の上限値@ 90% C.L. ( POLE プログラムを用いた)
結果
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data signal
e
モード BG の予想値 Nobs s0 崩壊分岐比の上限値@90% C.L.
(系統誤差を含む)
0.11±0.08 1 4.5 1.510-7
e 0.11±0.08 0 2.4 8.110-8
0.200.28 0 2.5 1.010-7
e 0+0.07 1 4.6 1.910-7
e
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preliminary
学術創成評価委員会 17
まとめBelle 実験で得られた 543fb-1 のデータ (4.8×108 個の対
事象 ) を用いて、 ee レレレレレレレレレレレレ @90%C.L. レレレレレレレレレ POLE プログラムを用いたレ
は 5.2 倍、 e レ 9.0 倍上限値の低い領域へ到達3.4 倍のデータ量( 158fb-1 543fb-1)信号検出効率を 2.5 - 2.7 倍向上
e 初の探索
モード e e上限値
1.4910-7 8.1110-8 1.0110-7 1.9410-7
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preliminary
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Back up
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学術創成評価委員会 1919
データと MC データ 542.6fb-1
MCe
Br(6.0710-5
Br(K)4.0610-5
e
MC
uds charm
two-photon
generic ee eess eecc eeuu
Lum.
(fb-1)1570 1846 2761 666 666 256 1252 1139 378
MC uds charmtwo-photon
ee eess eecc eeuu
Lum.(fb-1) 1570 323 310 256 1252 1139 378
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e レレレレレレ<Level 1> Charged track
pt>0.1 GeV/c endcap pt>0.06 GeV/c barrel
gamma E>0.1 GeV barrel and endcap
Net charge0 Ecm total<11GeV 3-1 prong<Level 2> KID for daughters
KID>0.8 and eID<0.1 ID for
ID > 0.95 and plab>1.0GeV/c
eID for e eID>0.9 and pe
lab>0.5GeV/c 1.01<M<1.03 GeV/c2
N1 in the signal side N2 in the tag side
Signal area
1.5<Ml<1.95 GeV/c2
-0.5<E<0.5 GeV
<Level 3>
-0.8660<cosmiss<0.9563
pmiss>0.6 GeV/c
m2miss>-0.5 and pmiss> m2
miss
cosfor only e
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9
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e レ事象選択<Level 1>Same as e <Level 2> N4 in the signal side N2 in the tag side 0.11<M<0.15 GeV/c2 Lepton ID
ID > 0.95 and plab>1.0GeV/c for
eID>0.9 and pelab>0.5GeV/c for e
0.757<M<0.808 GeV/c2 is reconstructed using mass constrained.<Level 3> -0.8660<cosmiss<0.9563 pmiss>0.6 GeV/c m2
miss>-1 and pmiss> m2miss
coslCMl0.88 cos-0.9963.05for only e
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8
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レレレ
2222
タグ側の荷電粒子と光子の運動量の和
信号側の荷電粒子と光子の運動量の和
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学術創成評価委員会 23
Beam constrained mass
cf.
2recb
2beambc EM p
)EEE(EE lbeambeam
0
||E 22
p
pmpbeam
beamlrecb ppppp
2rec
2recinv EM p
ppppp lrec
lEEEEE rec
before
after
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学術創成評価委員会
レレレレ BG の評価
10box を 9 ブロックに分ける 。 信号領域に残るの BG の数を真
ん中のボックスに残ってくるMC から見積もる。
信号領域に残る MC の数 0.270.27
信号領域内の BG の数をデータと MC の数の比 、 data/MC =0.75 を掛けて規格化。 0.27×0.75 = 0.20
信号領域内に予想される BG の数 0.200.28
signaldata
MC
242007/3/23
学術創成評価委員会 252007/3/23 25
学術創成評価委員会 262007/3/23