证明B^{-}→D^{**0}τ^{-}ν_{τ}[超过 ̄]衰变的证据

科学领域:

• 高能物理 高能物理
• 粒子物理学 粒子物理学
• 实验物理实验物理学

背景情况:

• 对于测试粒子物理学的标准模型而言,B-meson衰变至关重要.
• 了解罕见的B质子衰变可以揭示新的物理现象.
• 之前的研究集中在涉及较轻的子的衰变上,使得子衰变的探索较少.

研究的目的:

• 寻找并提供第一个B质子衰变的证据B^{-}→D^{**0}τ^{-}ν[over ̄]_{τ}.
• 为了测量这种衰变模式的分支分数.
• 为了研究离子和离子B-meson衰变的比率.

主要方法:

• 分析了由LHCb实验在7,8和13 TeV收集的质子-质子碰撞数据.
• D^{**0} 分子的识别,其中包括D_{1}(2420) ^{0},D_{2}^{*}(2460) ^{0}和D_{1}^{'}(2400) ^{0}状态.
• 统计分析以确定观察到的信号的意义,并测量分支分数.

主要成果:

• 观察到的B^{-}→D^{**0}τ^{-}ν[over ̄]_{τ}衰变的第一个证据具有3.5σ的显著性.
• 组合分支分数 B(B^{-}→D_{1,2}^{**0}τ^{-}ν[超过 ̄]_{τ}) ×B(D_{1,2}^{**0}→D^{*+}π^{-}) 的测量值为 [0.051±0.013(stat)±0.006(syst)±0.009(ext) ]%.
• 离子和离子衰变的比率R ((D_{1,2}^{**0}) 确定为0.13±0.03(stat)±0.01(syst)±0.02(ext).

结论:

• 对B^{-}→D^{**0}τ^{-}ν[over ̄]_{τ}的观察为B-物理提供了重要的实验数据.
• 测量的分支分数和比率R ((D_{1,2}^{**0}) 可以用于测试新物理学的理论模型.
• 这一结果有助于更全面地了解涉及陶氏子的半子B-衰变.