Wieloneutrinowe rozpady B motywacja metodyka wyniki plany ~0.5 ab -1

Hot !

B Przykłady (najważniejsze) B h B D (*) + O ( ) O (10 -4 ) O ( ) przewidywania MS

czułe na efekty nowej fizyki Motywacja niewielkie efekty hadronowe czyste teoretycznie słabo znane doświadczalnie wieloneutrinowe stany końcowe bardzo trudne pomiary wieloneutrinowe stany końcowe bardzo trudne pomiary H H H Z … N. Mahajan, B X s + missing energy in models with large extra dimentions, PR D 68, (2003); J.H. Jeon et al., Exclusive B M (M=,K,,K*) Decays and Leptophobic Z Model, PL B 636, 270 (2006); C. Bird et al., Dark matter pair-production in b s transitions, Mod. Phys. Lett. A 21, 457 (2006); T.M. Aliev et al., B K(K*) + missing energy in Unparticle physics, hep-ph/ …

Metody doświadczalne (4S) B tag K Dwie metody rekonstrukcji B tag : Zrekonstruować jedno B (B tag ) i sprawdzić, czy pozostałe cząstki zgodne z poszukiwanym rozpadem B (B sig ). (ekskluzywna rekonstrukcja B tag ) Wybrać kandydata na B sig i sprawdzić, czy pozostałe cząstki pochodzą z rozpadu B (B tag ). I (inkluzywna rekonstrukcja B tag ) sygnatura: K + NIC rekonstrukcja B tag B tag fabryki B: fabryki B: e + e - (4S) BB wieloneutrinowy rozpad B np. B K B sig Rekonstrukcja B tag : przypadek z parą BB wiemy, które cząstki z rozpadu B sig ograniczenia kinematyczne:

Rekonstrukcja B (tag)

KEKB / Belle B + D 0 ( K ) + B - sig – ( e - ) B - sig – ( e - ) 8 GeV e GeV e + L peak = Integ. Lum. ~700 fb -1 p mis Belle detector: multi-purpose, large-solid-angle magnetic spectrometer B tag D 0 B+B+B+B+

Oczekiwane częstości rozpadów w MS: B h (*) B h (*) J. H. Jeon et al., PL B 636, 270 (2006) Flavor Changing Neutral Current process: Z-mediated electroweak penguin + box diagrams Efekty nowej fizyki mogą zwiększyć częstości rozpadów nawet dwa rzędy wielkości

B h (*) : analiza h (*) = K *+,K *0,K +,K 0, +, 0, +, 0, h (*) = K *+,K *0,K +,K 0, +, 0, +, 0, (4S) B tag h (*) B tag 788K B h (*) + NIC 1. rekonstrukcja hadronowego rozpadu B tag : 2. sygnatura poszukiwanego rozpadu B sig : M bc [GeV/c 2 ] E ECL E ECL : energia resztkowa w kalorymetrze 535 M BB MCMCMCMC wydajność: ~ % czystość: ~55% charakterystyka niczego??? dla sygnału: E ECL 0

535 M BB PRL 99, (2007) 1.6 < p* < 2.5 GeV/c N b = , N obs = 10 pęd K + MC sygnału BF SM 20 < 3.4x10 -4 < 1.4x10 -4 < 1.4x10 -5 < 1.6x10 -4 < 1.7x10 -4 < 2.2x10 -4 < 4.4x10 -4 < 1.5x10 -4 < 5.8x %CL B h (*) : wyniki tłumienie tła 2-ciałowe rozpady B =(np. B K* )rozpady B z przejściem b c

lekkie cząstki skalarne Ograniczenia dla NF (przykład) C. Bird et al., PRL 93, (2004) b h s sub-GeV and GeV dark matter solve several problems in astrophysics and cosmology: high yield of positrons near galactic centres 511 KeV photons in the emission from the Galactic bulge…. SSSS DAMA CDMS

B B purely leptonic B decay: W-mediated annihilation Czyste teoretycznie przewidywania MS: Czyste teoretycznie przewidywania MS: stała rozpadu B f B = GeV; LQCD HPQCD Collab., PRL 95, (2005) sensitive to charged Higgs sensitive to charged Higgs amplituda rozpadu m b m tan 2 amplituda rozpadu m b m tan 2 m b tan +m c cot m b tan +m c cot m tan m tan occur in many extensions of the SM

81% of all modes 449 M BB B : analiza (4S) l B tag h/ l h =,,(3 ), l = e, h =,,(3 ), l = e, Widoczne produkty rozpadu test symulacji MC próbka kontrolna B D *0 l sygnał tło FIRST EVIDENCE Find signal events from a fit to a sample of 54 events. 4.6 stat. significance 3.5 (syst. included) PRL 97, (2006)

B + + : wyniki dla różnych kanałów rozpadu B + + : wyniki dla różnych kanałów rozpadu

449 M BB B : wyniki Constraint on Charged Higgs (2HDM II) excluded |V ub | = ( )×10 -3 (HFAG) rHrH H effects to branching fraction: W. S. Hou, PR D 48, 2342 (1993) PRL 97, (2006) f B = GeV; LQCD

B D (*) B D (*) W bc H bc m b tan +m c cot m b tan +m c cot m tan m tan Theoretical tool: Heavy Quark Effective Theory (HQET) Sensitive to extended Higgs sector New Physics at tree level Sensitive observables e.g. polarization; possible O (1 ) effects Expected SM BFs~ O (10 -2 ) inclusive BF(b c ) = ( )% from LEP PDG 2007 Y.Okada: H-b-u vertex measured in B H-b-c vertex measured in B D H-b-t vertex measured in direct production by LHC.

B 0 D *- + : metoda analizy czyste łańcuchy rozpadów : D *- D 0 - e, D 0 K + - e, D 0 K + - 0, D 0 K + - inkluzywna rekonstrukcja B tag czysta sygnatura D *- e + + p mis E tag = E i - E beam M tag = E 2 beam -( p i ) 2 sumowanie po wszystkich pozostałych cząstkach

MC: sygnał Próbka kontrolna : B 0 sig D *- + test rekonstrukcji B tag B 0 D *- + : rekonstrukcja B tag Q = 0, no extra leptons, N pp = GeV< E tag <0.05 GeV tło czysty sygnał ~96% B tag B sig M bc MC Dane the same tag-side selection criteria B tag M tag = E 2 beam -( p i ) 2

Tło w rozpadach B D *- + Tło w rozpadach B D *- + DANE rozkład M tag po wyborze par D* e hadronowe rozpady B continuum qq D*e D**e sygnał MC M tag [GeV/c 2 ] MC ) = ( )% Br( B 0 D *- e + e ) = ( )% (0.25)% Br( B 0 D *- + ) Br( + e + e ) (0.25)% ( + e + e )

brakująca energia: E mis E beam -E D* -E e masa brakująca: M M 2 (E mis ) 2 – (p sig – p D* – p e/ ) 2 masa wirtualnego W: M W 2 (E b – E D* ) 2 – (p sig – p D* ) 2 B 0 D *- + : redukcja tła B 0 D *- + : redukcja tła e (3 ) zmienne charakteryzujące rozpad B sig E vis <8.3 GeV E vis widoczna energia: E vis MC sygnał X mis MC X mis >2.75 sygnał X mis (E mis – |p D* + p e |)/|p B | X mis

B 0 D *- + : redukcja tła B 0 D *- + : redukcja tła 535 M BB MC przed…i po cięciach Inne rozpady B continuum D*e D**e sygnał oczekiwany wyraźny sygnał e I WIDOCZNY W DANYCH DATA Expected bckground (MC scaled to data luminosity) e

(e D(K ) ( D(K ) (e D(K ) B 0 D *- + : wyniki B 0 D *- + : wyniki 535 M BB Phys. Rev. Lett. 99, (2007) N s = (stat) 5.2 (syst) zsypane dane tło: B D *- e

B 0 D *- + : testy B 0 D *- + : testy 535 M BB tło-MC | COS 1 2 |<1 COS 1 2 = F(M M 2, M W 2 ) check look-back plots tło sygnał 2 check side-band regions | COS 1 2 |>1 M mis 2 MC kryteria selekcji bez cięcia X mis >X mis (min) rozkład M mis w oknie M tag >5.27 GeV 2

B 0 D *- + : testy B 0 D *- + : testy 535 M BB seaparate fits to sub-channels Phys. Rev. Lett. 99, (2007) DATA cos 1 2 e, D K %, D K % e, % combined %, %, % combined % M tag M mis 2 channel BF fit variable SM e, D K % signal yield from signal-side varibales rozkład cos 1 2 w oknie M tag >5.27 GeV tło - MC Pierwsza obserwacja ekskluzywnego rozpadu z przejściem b c.

superKEKB x10 35 /cm 2 /sec A partial upgrade of KEKB and Belle will be carried out in within our annual operation budget. Installation of additional RF and so on will continue after resuming operation in The target luminosity is 2x10 35 /cm 2 /sec." Detail of the machine upgrade plan will be shown soon by our KEKB colleagues. It will be designed in such a way that allows a further upgrade to /cm 2 /sec… Belle General Meeting, listopad 2007

Karlsruhe SUSY07 Maria Rozanska for the Belle Collaboration26 E mis

SUMMARY Reach program of B E mis studies is being pursued in Belle B h (*) B h (*) new measurements for 6 modes (K *+, K S, 0, 0, +, ) improved upper limits for K + and K *0 modes upper limit at 90% CL for K + mode 3 BF SM B B first evidence (3.5 ) of purely leptonic B decay constraints on H competitive with direct searches B D* B D* first observation (5.2 ) of exclusive B decay with b c transition in the B 0 D *- mode Looking forward to Super B-factory

Belle Experiment 1.3 million B B pairs / day Total ~ B B pairs _ _

B h (*) : Systematic Uncertainties Associated with the normalization (siganl efficiency and N(BB)) in % Associated to BG signal-to-sideband ratio

Prospects for H ± sensitivity 50ab -1 5ab -1 B D B Super B Factory

B - signal selection lepton is identified in the 5 decay modes All the selection criteria have been optimized to achieve the highest sensitivity 81% of all decay modes Total efficiency with decay branching fraction : %

B - systematic uncertainty Signal selection efficiencies Tag reconstruction efficiency : 10.5% B - D *0 l Difference of yields between data and MC in the B - D *0 l - control sample Number of BB : 1% Signal yield : signal shape ambiguity estimated by varying the signal PDF parameters BG shape : changing PDF Total systematic uncertainty +22.5% % +25.5% %

Total uncertainty of branching fraction: 18.5 % (*) peaking bg (*) Source e, D K e, D K 0, D K CB param.± 2.8 % Argus param.(+3.1, -4.4) % (+2.7, - 2.6) %(+4.0, -8.7) % Peaking BG (+ 8.2, - 4.4) % N BB ± 1.3 % D*e/ ± 7.9 %± 10.7 %± 8.1 % Btag ± 10.9 % sel ± 5.0 %± 15.4 % Br(D* D ) ± 0.74 % Br(D K ) ± 1.84 %- Br(D K 0 ) -± 3.55 %- Br( e ) ± 0.28 % - Br( ) --± 0.64 % B 0 D *- + Systematic errors

Checks: Look-back plots signal other D* modes data background Distribution of a variable in signal-box (N-1 cuts)

BF(B - D 0 ) = ( )%, BF(B - D* 0 ) = ( )%, BF(B 0 D - ) = ( )%, BF(B - D *- ) = ( )% Combined B - and B 0 : BF(B D ) = ( )% (3.5 ), BF(B - D * ) = ( )% (6.2 ) B D (*) - BaBar preliminary hep-ex/