Test of interaction types of new physics using semileptonic decay of B mesons

2021年度はB中間子のセミレプトニック崩壊の崩壊分岐比の比の1つR(D*)の測定のための解析フレームワークの構築を概ね完了した．信号事象の選別条件をシミュレーションデータを用いて最適化するとともに，信号事象抽出で必要となる以下2点の開発を完了した．現在これらの結果から信号事象抽出手法の開発を進め，性能評価を実行している．(1)信号事象抽出に用いる2変数における信号事象と背景事象の識別能力向上．識別変数の1つである「再構成に使用されなかった電磁カロリメータのエネルギーの和」がBelle II実験の事象再構成において先行研究よりも分解能が悪いことを明らかにした．さらに，この原因がカロリメータとハドロン相互作用で生じたクラスターにあることを特定し，クラスターとハドロン飛跡間の距離を用いてそれらを排除することで信号事象におけるエネルギーの分解能を向上させることを示した．また，信号事象の選別を強化するためにFastBDTを用いた多変量解析ツールを開発し，欠損質量のみの識別を超える信号事象の識別性能を実現した．(2)最大の背景事象である偽D*中間子を含む背景事象収量の制御．信号領域とは別に偽D*中間子が多く含まれる領域をシミュレーションの較正用に設定することで，シミュレーションで見積もった偽D*中間子含む背景事象の収量を実データを使い精度良く較正した．これらに加え，Belle II検出器の安定的なデータ取得において懸念となっていた粒子識別装置TOPカウンターへのビームバックグラウンドの影響をビーム電流の関数として定量的に見積もった．陽電子ビームが2 Aに達するまで粒子識別性能維持のためのビームバックグラウンド量の上限値を下回る予想であり，2022年度までのビーム運転において十分に運用可能であることを示した．この成果は国際会議EPS-HEP2021で発表した．

2021年度はB中間子のセミレプトニック崩壊の崩壊分岐比の比の1つR(D*)の測定のための解析フレームワークの構築を概ね完了した．信号事象の選別条件をシミュレーションデータを用いて最適化するとともに，信号事象抽出で必要となる以下2点の開発を完了した．現在これらの結果から信号事象抽出手法の開発を進め，性能評価を実行している．(1)信号事象抽出に用いる2変数における信号事象と背景事象の識別能力向上．識別変数の1つである「再構成に使用されなかった電磁カロリメータのエネルギーの和」がBelle II実験の事象再構成において先行研究よりも分解能が悪いことを明らかにした．さらに，この原因がカロリメータとハドロン相互作用で生じたクラスターにあることを特定し，クラスターとハドロン飛跡間の距離を用いてそれらを排除することで信号事象におけるエネルギーの分解能を向上させることを示した．また，信号事象の選別を強化するためにFastBDTを用いた多変量解析ツールを開発し，欠損質量のみの識別を超える信号事象の識別性能を実現した．(2)最大の背景事象である偽D*中間子を含む背景事象収量の制御．信号領域とは別に偽D*中間子が多く含まれる領域をシミュレーションの較正用に設定することで，シミュレーションで見積もった偽D*中間子含む背景事象の収量を実データを使い精度良く較正した．これらに加え，Belle II検出器の安定的なデータ取得において懸念となっていた粒子識別装置TOPカウンターへのビームバックグラウンドの影響をビーム電流の関数として定量的に見積もった．陽電子ビームが2 Aに達するまで粒子識別性能維持のためのビームバックグラウンド量の上限値を下回る予想であり，2022年度までのビーム運転において十分に運用可能であることを示した．この成果は国際会議EPS-HEP2021で発表した．