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论文重点报告了D0-(D)0混合寻找的结果。实验数据来自于在日本B介子工厂(KEKB)的不对称能量e+e-对撞机上由Belle探测器采集的400fb-1数据。描述D0-(D)0混合的参数x和y是通过分析错误符号D0→K+π-衰变的固有时间演化测量的。
分析中,D0挑选自连续区的粲夸克对事例。我们通过衰变链D*+→π+sD0,D0→K+π-来重建D0。其中软πs介子的电荷符号用来标记中性D介子在产生时的味道。正确符号过程D0→K-π+也被重建,用来测量错误和正确符号的衰变比Rws以及作为参考衰变道。我们通过三维顶点拟合获得D0的衰变和产生顶点,进而计算它的固有时间和相应的误差。
我们用大量的本底蒙特卡罗样本来研究本底的来源及其分类,确定了randomslowπ+,D0≥3body,D+(s)和combinatorial四种本底以及它们的质量时间分布特征,并且用参数函数仔细描述了各种本底的二维质量分布。对正确和错误符号事例的二维拟合给出1073993±1108个D0→K-π+和4024±88个D0→K+π-信号,得到Rws=(0.375±0.008)%。优化了的判选条件使得错误符号的信噪比提高到了1.1。优化的判选条件是利用数据非信号区的信息以优良指数最大化方法得到的;相应地,混合参数的统计误差也最小。
不分道的最大似然拟合方法和逐事例相关的分辨函数在时间拟合中被采用。根据信号、本底的时间分布以及时间、时间误差、质量、质量差等变量之间的关系,构建概率密度函数。二维质量拟合与时间误差概率密度函数的联合结果用来确定时间拟合中每个事例概率密度函数中信号与本底的比例。各本底的分布用不同的函数形式完全的描述,它们的参数通过拟合质量边带数据得到(很小的一部分本底参数来自于蒙特卡罗)。三高斯函数用于描述信号的探测器时间分辨。对正确符号事例的拟合,给出这个分辨函数和D0的寿命409.9±0.7ps,这一值很好地与世界平均值吻合。
在探测器的分辨函数和本底贡献研究清楚并且固定之后,就可以进行错误符号事例的时间拟合。在对真实数据拟合之前,使用大量Toy和探测器模拟后的Full蒙特卡罗样本检查整个数据分析过程的正确性,以及结果的统计与系统特征。对九个(y,x2)输入点五批Full蒙特卡罗样本的检测表明,在误差范围内拟合很好地复原了输入值。在新的拟合中,我们考虑了信号和本底在时间误差分布上大的差别,如果用以前的方法—事例概率密度函数中信号与本底的比例不包括对时间误差的依赖性—得到的拟合值与输入值相比会朝同一个方向偏移0.5-1个统计标准差。这一结果与Toy蒙特卡罗的预测一致,此Toy蒙特卡罗包括了存在于信号与本底中时间误差分布的差别。
在完成上述各项仔细研究和检查的基础上,错误符号事例最终被拟合。我们得到x2在物理允许的区域内,以及好的时间拟合投影的x2值,为54.6对应于60道。同时,在允许CP破缺的情况下,我们对D0和(D)0样本进行了分开和同时的两种拟合,得到几乎完全相同的结果,得到描述CP破缺的参数与零一致。
95%置信度区域分别在假定CP守恒和允许CP破缺的情况下得到。构建置信区域时运用Feldman-Cousins似然比排序的经典频率论方法,其中使用了在许多点产生的巨量Toy蒙特卡罗样本。系统误差主要通过在变动条件下重复整个分析工序来得到。我们按比例放大来包含系统效果并得到整个置信轮廓线。
iv假定D0系统CP破缺可忽略,我们得到95%置信度的界限x2<0.72×10-3和-9.9×10-3<y<6.8×10-3。此结果取代了我们以前的测量结果,并给出了世界目前最精确的D0-(D)0混合参数限定。数据倾向于绝对的x2和y;无混合点x2=y=0对应于3.9%几率(1-C.L.)。
论文还报告了衰变B0→J/ψ(D)0和B+→J/ψ(D)0π+的寻找结果。利用了KEKB上的Belle探测器采集到的140fb-1数据,对应于152×10-6个B(B)对。因为没有观察到显著的信号,我们给出了90%置信度下的衰变分支比上限B(B0→J/ψ(D)0)<2.0×10-5和B(B+→J/ψ(D)0π+)<2.5×10-5。此结果排除了用B介子中存在原初粲夸克对的假设来解释B介子单举衰变中J/ψ动量谱低端增强现象的可能。同时,我们还给出了相应非共振态衰变道的分支比。