1 / 40

FABRYKI B DZIŚ I JUTRO

FABRYKI B DZIŚ I JUTRO. 10 listopada 2006. Maria Różańska – IFJ PAN. FABRYKI B. (od 1986). hh bb + X TEVATRON (bb )/  tot ~ 10 -4 , 10 9 BB/rok LHC (bb )/  tot ~ 10 -2 , 10 12 BB/rok.

alpha
Download Presentation

FABRYKI B DZIŚ I JUTRO

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. FABRYKI B DZIŚ I JUTRO 10 listopada 2006 Maria Różańska – IFJ PAN

  2. FABRYKI B (od 1986) hh bb + X TEVATRON (bb )/ tot~ 10-4, 109 BB/rok LHC (bb )/ tot ~ 10-2 , 1012 BB/rok e+e- (4S) BB (BB )/ tot~ 0.25 ~3x107108 BB/rok

  3. Fabryki B czy zderzenia hadronów B0 J/Ks (4S) BB bez dodatkowych cząstek !!! pp (2TeV) bb + X

  4. FABRYKI B CZY ZDERZENIA HADRONÓW W fabrykach B paryBB powstają bez dodatkowych cząstek ~10MeV DE znamy energię B/B ~3MeV/c2 Obszar sygnału Mbc  rekonstrukcja jednego B wyznacza czteropęd i liczby kwantowe drugiego z nich

  5. PEP-II i KEKB 13 krajów, 57 instytutów, ~400 osób PEP-II w SLAC-u 9GeV (e-)  3.1GeV (e+) świetlność: 1.121034cm-2s-1 Belle BaBar KEKB w KEK-u 8GeV (e-)  3.5GeV (e+) świetlność: 1.651034cm-2s-1 11 krajów, 80 instytutów, 623 osoby rekord świata

  6. Scałkowane świetlności KEKB i PEP-II 24 lipca, 2006 KEKB + PEP-II 1000/fb !! ~ miliard parBB KEKB Belle PEP-II BaBar Świetlności znacznie przekraczają założenia obu projektów

  7. PROGRAM FIZYCZNY FABRYK B qi W± Macierz CKM Cabibby-Kobayashiego- Maskawy Vij qj φ2(α) φ3() φ1(β) • Łamanie CP w rozpadach B • Parametry Modelu Standardowego (zespolone sprzężenia kwarków) • Poszukiwanie efektów nowej fizyki • Spektroskopia powabu • Fizyka  Belle + BaBar ~ 500 publikacji, 180 w Phys. Rev. Lett. >12000 cytowań _ _ (ρ, η) TRÓJKĄT UNITARNOŚCI nadokreślony poprzez pomiary z fabryk B (0,0) (0,1)

  8. Niezachowaniesymetrii CP (CPV)1964 (K0L l+-) -(K0L l-+) (K0L l+-) +(K0L l-+) Br(K0L )  0.002 0.003 Bezwzględna różnica między materią i antymaterią !

  9. Mechanizm Kobayashiego-Maskawy(KM) MakotoKobayashi Toshihide Maskawa CPV Nieredukowalna faza w Lagrangianie 1973 ? ? u u ? C 12, 23 , 13 ,e -i s s d d ? u u GFcosC GFsinC d C kąt Cabibby s e -iβ

  10. OBSERWACJA FAZY MACIERZY CKM Co najmniej dwie amplitudy: B  f porównywalnej wielkości efekty znacznie słabsze gdy A2<< A1

  11. CPV w rozpadach 275M BB ACP = -0.101  0.025  0.005 3.9s ACP= -0.133 0.030 0.009 4.2s ? (B0 K-+) = (B0 K+-) _ B0 K-p+ B0 K+p- s W- s u W- u t b b u  u Vub lipiec 2004 d d d d

  12. ASYMETRIE CP ZALEŻNE OD CZASU (tCPV) J/ b b b KS d d d c c s KS t c c t J/ s d d B0 B0 fCP Vtd + Vtd trzeba “poczekać” (t0) żeby mieć wkład drugiej amplitudy

  13. Jak mierzyć d/dt t =0 Dz = Dt gbc bg =0.425 l - (e-, m -) The two mesons oscillate coherently : at any given time, if one is a B0 the other is necessarily a B0 Dt picoseconds later, the B 0 (or perhaps it is now a B 0) decays. In this example, the tag-side meson decays first. It decays semi-leptonically and the charge of the lepton gives the flavour of the tag-side meson : l -= B 0l+ = B 0. Kaon tags also used. (4S) At t=0 we know this meson is B0 B 0 rec B 0 B 0 tag from Richard Kass

  14. B0 J/ K0 : 535106parBB B0 J/y KS 0 B0 J/y KL 0 Nsig = 7482 Purity 97 % CP odd Nsig = 6512 Purity 59 % CP even hep-ex/0608039

  15. _ B0 tag B0 tag _ B0 tag B0 J/y KS 0 B0 J/y KL 0 B0 tag ACP(t) = -xCPsin2βsinDmDt sin2β= +0.643 ±0.038 sin2β= +0.641 ±0.057 sin2β= 0.642 ±0.031 (stat) ±0.017 (syst) hep-ex/0608039

  16. 2006: BaBar + Belle TRÓJKĄT UNITARNOŚCI • CPV ~O(1) ! • faza CKMwyznaczona bezniepewnościhadronowych (w przeciwieństwie doε, ε’ z rozpadów kaonów) a/f2= [83 ] B0,, +12 -23 (1s) g/f3= [62] +38 -24 BD(*)K(*)

  17. sin2 vs |Vub|/|Vcb| |Vub| @ 7.4% Exp. stat  2.2% Exp. syst  2.7% Teor. (SF)  4.1% Teor. (inne) ~5% sin2b=0.675±0.026 bezpośrednie pomiary sin2b =0.764± 0.039 pośredni pomiar (pozostałe pomiary bezsin2b) SM Fit UTfit collaboration: http://utfit.roma1.infn.it, hep-ph/0605213

  18. Czego się dowiedzieliśmy ? • Zaobserwowano różne przejawy łamania CP w rozpadach B, przewidywane przez mechanizm Kobayashiego-Maskawy • łamanie CP wprost • łamanie CP poprzez interferencję mieszania i rozpadów • Asymetrie CP w sektorze B są duże(O(0.1)O(1)) • duża wartość fazy odpowiedzialna za CPV ustalona doświadczalnie • przybliżonasymetria CP (mogła być zgodna z CPV w rozpadach kaonów) jest wykluczona • Pomiary z fabryk B „nadokreślają” Trójkąt Unitarności • Modelłamania CP Kobayashiego-Maskawyjest sprawdzoną teorią

  19. Rzadkie rozpady B Poszukiwanie efektów spoza Modelu Standardowego; MS NF? • Czy możemy zaobserwować? • Czy możemy wykluczyć?

  20. ACP(BKp) + + + + B+ B+   u u u u • ACP(B0K+-) = -0.0950.0137  • ACP(B+K+0) = 0.04 0.04 • niezgodność z ACP(B0K+-)4.9  • Czy niezgdność z MS ?

  21. Jak się pozbyć “niepewności hadronowych” • Uprościć np. ACP(t) w rozpadach z przejściem bs (fK, h’K,…) • Unikać hadronów rozpady leptonowe, półleptonowe, radiacyjne Bmm, Btn, BDtn,bsg, B(r,ω)g, bsll • Jedno i drugie ACPwbsg AFBwBK*ll

  22. ACP(t)wB0gh'K0 _ 347M BB _ 535M BB • pierwsza obserwacja tCPV (5.6s) w pojedynczym kanalebgs

  23. 2006: sin2zrozpadów bgs Smaller than bgccs in all of 9 modes Theory tends to predict positive shifts (originating from phase in Vts) Preliminary Naïve average of all b g s modes sin2beff = 0.52 ± 0.05 2.6 s deviation between penguin and tree (b g s) (b g c) M. Hazumi ICHEP’06

  24. ACP(t) BXsg mb C7 ms ms mb • Model Standardowy  ACP(t)0 • foton jest spolaryzowany B0s L, B0s R stany końcowe różne dla B0 iB0 B0s L tłumione ~ms/mb • ACP(t) potrzebny wierzchołek rozpadu B ACP(t) p+ p- trajektoriaKs B vertex IP g g profil wiązki pomiar dla super-fabryk B

  25. Bn Rozpady leptonowe B Wiele różnych procesów Annihilation Box Penguin • Diagram anihilacyjny • W Modelu Standardowym: H+ Br(tn)=1.6x10-4 Br(mn)=7.1x10-7 Br(en)=1.7x10-11 fB – stała rozpadu B

  26. Stany końcowe z neutrinami • Pełna rekonstrukcja jednego z dwóch B (Btag) • pozostałe cząstki pochodzą z rozpadu drugiego B (Bsig) • znamy ładunek/zapach Bsig • znamy pęd Bsig Badany rozpad BXu l n, BK n n BDtn, tn B e- (8GeV) e+(3.5GeV) Υ(4S) p w pełni zrekonstruowany rozpad B (0.1~0.3%) BDp etc. B Narzędzie do badania rozpadów B z neutrinami, do pomiarów inkluzywnych

  27. Btn B+g D0 p+ K+p- p+p- B-gt -n e-nen

  28. Pierwsza ewidencjarozpadu Btn • E ECL- energia w kalorymetrze „nie wykorzystana” w rekonstrukcji przypadku Signal + background  : statystyczna znaczącość +5.3 - 4.7 17.2 przypadkóww obszarze sygnału3.5 s Background Btn Signal

  29. Ograniczenia na naładowany bozon Higgsa Te obszary są wykluczone. HPQCD fB HFAG|Vub| Silniejsze ograniczenia niż z ekspeymentów przy wyższych energiach.

  30. BK(*)n n . • Czyste teoretycznie, czułe na „Nową Fizykę” • Bardzo trudne eksperymentalnie. Sygnatura: BK(*) + nic.    Przewidywanie MS Br ~ 4x10-6.  • Babar @82fb-1 Btag z rozpadów hadronowych i półleptonowych • Belle @253fb-1 Btag z rozpadów hadronowych

  31. Fabryki B dzisiaj Ewidencja Btn 5 ACP(t) w B->’K0 Obserwacja bdg Obserwacjabd AFB BK* l+l- DIR ACP B0K+p- pierwsze pomiary tCPVw B->fK0 Obserwacja BK l+ l- tCPV w rozpadach B0

  32. Fabryki B dzisiaj e b e b q q q q  e e c c c c c c  s s • produkcja i rozpady cząstek z kwarkiem c e+e- cc rozpady B • rozpady leptonów  e+e- +-~500 M Nowe cząstki z powabem Ds Y(3940) Z(3930) ,c , X B decays X(3872)  D B decays K Belle 2003 2004 2005 BABAR DsJ(2458) ISR continuum Y(4260) DsJ(2317) Picture: R. Faccini, DOE review 2005

  33. Co dalej ? Przykłady z historii: KL  kwark c Częstość oscylacji K masa kwarku c Częstość oscylacji B  masa kwarku t CPV  3 rodziny kwarków 2007 rusza LHC • Nowa Fizyka @ TeV • znaleziony Higgs (SM) i nic więcej Precyzyjne pomiary przy niskich energiach Nowe fazy łamiące CP ? Prądy prawoskrętne ? Efektydodatkowych pól Higgs’a ? …… • poszukiwania Nowej Fizyki nadal poprzez niewielkie odchylenia od SM w rozpadach b, s, c,  …. Przykład: Coraz dokładniejsze pomiary masy t z Tevatronu. Sprzężenia |Vts|,|Vtd,|ifazę (Vtd)mierzymy w rozpadach B. Vtd Vtd

  34. Identyfikacja Nowej Fizyki “DNA identification” of new physics Odchylenia od Modelu Standardowego Observ- ables SUSY models ++: duże, +: znaczne, -: małe

  35. SuperKEKB vs LHCb B(Bs) < 0.53×10-4 (90% CL) < 2 fb-1(3 dni naświetlań @ (5s))

  36. SuperKEKB  Asymetryczny zderzacz e+e-- na bazie fabryki KEKB. świetlność  81035 cm-2s-1  1010 BB /rok.  8109  + -/rok. • List intencyjny: http://belle.kek.jp/superb/loi • “Physics at Super B Factory” hep-ex/0406071 • cykliczne konferencje i warsztaty Crab crossing Crab cavity ECM=M((4s)) • Naturalna kontynuacja KEKB • Technologie sprawdzo(a)ne przy KEKB Wyższe prądy, mniejszeby* „wnęki kraba”  L = 81035 HEP community in Japan is now discussing “Grand Lepton Collider” plan to accommodate both Super-KEKB and ILC. Super-KEKB można zbudować teraz!

  37. Harmonogram Super KEKB Lpeak (cm-2s-1) Lint 1.5x1034 470 fb-1 4x1035 10 ab-1 5x1034 1 ab-1 5x109 BB/yr. & also t+t- Crab cavity M. Yamauchi - 2004

  38. Detektor Belle Mt. Tsukuba Ares RF cavity KEKB Belle źródło e+ ~1 km in diameter The KEKB Collider 8 x 3.5 GeV 22 mrad kąt przecięcia wiązek SCC RF(HER) świetlność: L = 1.6 x 1034/cm2/sec ARES(LER) od 1999 r.

  39. BK(*)n n DAMA NaI 3s Region CDMS 04 CDMS 05 . • Czyste teoretycznie, czułe na „Nową Fizykę” • Bardzo trudne eksperymentalnie. Sygnatura: BK(*) + nic. • „nic” może być ciemną materią ( Pespelov et al.).    Przewidywanie MS Br ~ 4x10-6.  Bezpośrednie poszukiwania ciemnej materii nieczułe w obszarze M<10GeV.

More Related